宋敬虎设计说明书.doc

设计说明书
传热工艺计算

管程热水的进口温度t1’=95
管程热水的出口温度t1”=45
管程工作压力p1= MPa
管程热水的流量G1=170t/h=170000Kg/h
壳程冷水的进口温度t2’=20
壳程冷水的出口温度t2”=60
壳程的工作压力p2=
. 定性温度及物性参数
壳程冷水定性温度t2= (t2’+ t2”)/2=(20+60)/2=40
壳程冷水密度查物性表得 2=
壳程冷水比热查物性表得Cp2=/(kg·)
壳程冷水导热系数查物性表得2=-2w/(m·℃)
壳程冷水黏度U2=-5Pa·S
壳程冷水普朗特数查物性表得Pr2=
管程热水定性温度t1= (t1’+ t1”)/2=(95+45)/2=70
管程热水密度查物性表得1= Kg/m3
管程热水比热查物性表得CP1= KJ/(kg·)
管程热水导热系数查物性表得1=-2 w/(m·℃)
管程热水黏度U1=-5Pa·℃
管程热水的普朗特数查物性表得Pr1=
. 传热量与冷水流量
取换热器热效率为=
则设计传热量Q0=G1CP1( t1’- t1”)/3600=(95-45)=
则冷却水流量G2==
. 有效平均温差
逆流平均温差
△tN==℃
参数P:
P==
参数R:
R==
换热器按单壳程两管程设计则查《管壳式换热器原理与设计》图2-6 a 得:
温差校正系数:Φ=
有效平均温差:△tm=Φx△tN=℃
. 管程换热系数计算
参考表2-7《管壳式换热器原理与设计》
初选传热系数: K0=600w/m·℃
则初选传热面积为:
F0==
选用Φ32x 选无缝钢管作换热管。
则管子外径d0=
管子内径di=
管子长度L=6m
则所需换热管根数:
Nt==1092可取换热管根数为Nt=1100根
则管程流通面积为
a1==
管程流速为
ω1==
管程雷诺数为
Re1==8580
管程传热系数为
α1==
. 结构的初步设计:
布管方式:正三角形
查GB---:
管间距为:S= 分程隔板槽两侧相邻管中心距Sn=
管束中心排管数为: Nc= x = Nc=36根
则壳体内径为: Di=S(Nc-1)+4d0=
故内径 Di=
则长径比为
合理
选择单弓形折流板。
则弓形折流板的弓高为:h== x =
折流板间距为:B=m
折流板数量为:=11
. 壳程换热系数计算
壳程流通面积为:f2=B x Di=
壳程流速为:=
壳程质量流速为:W2==·s
壳程当量直径为:=
壳程里雷诺数为:=3368
切去弓形面积所占比例按:h/Di= 查《管壳式换热器原理与设计》
图4—38b
壳程换热因子查《管壳式换热器原理与设计》图2-12得:Js=36
管外壁温度假定值为:t’w2=50℃
壁温下油的黏度为:
黏度修正系数:
壳程传热系数:=2268
. 传热系数计算
查GB---1999第138页可知:
管程污垢热阻为:r1= 10-5 m2·℃/W
壳程污垢热阻为:r2= 10-5 m2·℃/W
管壁热阻r忽略
总传热系数为:
Kj==630
则传热系数比为:(合理)
所以假设合理。
. 管壁温度计算
管外壁热流密度计算为:=
外壁温度为:
49℃
误差校核:/49-50/=1℃
所以误差不大,合适。
强度计算
换热管材料及规格的选择和根数确定
序号
项目
符号
单位
数据来源及计算公式
数值
1
换热管外径
d0
mm
GB151-1999《管壳式换热器》
32
2
管长
L
mm
GB151-1999《管壳式换热器》
6000
3
传热面积
S
m2
A=管壳式换热器设计原理
658
4
换热管根数
N
根
n=
1100
5
拉杆
d/n