课程设计--列管式换热器设计说明书

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1、1 一、一、工艺流程草图及其说明工艺流程草图及其说明 二、设计二、设计计算计算 2.1 2.1 设计方案的确定设计方案的确定 2.1.12.1.1 换热器类型的选择换热器类型的选择 热流体进口温度 110，出口温度 60； 冷流体进口温度 35，出口温度 45。 换热器用循环冷却水（自来水）冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到 这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定用浮头 式换热器。 2 2.12.1.2.2 管程安排管程安排 在两流体的操作压力看，应该使甲苯走管程，循环冷却水走壳程，但是由于 循环冷却水易结垢，若其流速太低，将会加快污垢的增长速率，使换热器热流量

2、下降，所以，从总体考虑，应该使甲苯走壳程，循环冷却水走管程。 2.22.2 确定物性参数确定物性参数 定性温度：壳程甲苯的定性温度为 85 2 60110 T 管程冷却水的定性温度为 40 2 4535 t 已 知 甲 苯 在 85 下 的 物性 参 数 为： 密 度 3 /075.805mkg, 黏 度 sa10299.0 3- P，比热 Cp=1.191KJ/(kg.k),热导率=0.12W/(m.k) 查的循环水在 40下的 物性参数为：密 度 3 /2.992mkg，黏度 spa 5 105.65，比热 Cp=4.174KJ/kg.，热导率=63.38 2- 10W/(m.k) 2.3

3、2.3 估算传热面积估算传热面积 2.3.12.3.1 热流量（忽略热损失）热流量（忽略热损失） kwTCqQ hphmT 94.522360110919.1196000 2.3.22.3.2 冷却水用量（忽略热损失）冷却水用量（忽略热损失） hkgskg tC Q q cP T sm /450540/15.125 1010174.4 10945223 3 3 2.3.32.3.3 平均传热温差平均传热温差 86.41 35-60 45-110 ln 356045110 ln 2 1 21 t t tt t m 2.3.42.3.4 初算传热面积初算传热面积 由于壳程甲苯的压力较高，故可选取较

4、大的 K 值，假定总传热系数 K=570w/(m 2 ) 2 3 m219 86.41570 1094.5223 m T tK Q S 估 2.42.4 工艺结构尺寸工艺结构尺寸 3 2.4.12.4.1 管径和管内流速管径和管内流速 选252.5mm 碳钢管，取管内流速为 1.3m/s。 2.4.22.4.2 管程数管程数和传热管数和传热管数 根据传热管内径和流速确定单程传热管数： 309 3.102.0785.0 2.9923600/450540 4 s 2 2 i v d q N 按单程管计算，所需要的传热管的长度为： m Nsd S L9 309025.014.3 219 0 估 管程

5、数： 按单程管设计传热管太长， 采用多管程结构， 现取传热管长ml5.4 2 5.4 9 l L N p 传热管总根数： 6182309n 2.4.32.4.3 平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数： 133.0 35110 3545 11 12 tT tt P 5 3545 60110 21 21 tt TT R 按单壳程，双管程结构，查得95.0 t 平均传热温差：77.3986.4195.0 mtm tt 由于平均传热温差校正系数大于 0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程 合适。 2.4.42.4.4 传热管排列和分程方法传热管排列和分程方法 采用正三角形排列，取管心距 0 25.1dPt，则 mmPt3225.312525.1 隔板中心到离其最近的一排管中心距离为： 226 2 32 6 2 t p Zmm 4 各程相邻管心距为 44mm。 2.4.52.4.5 壳体直径壳体直径 采用多管程结构，进行壳体直径估算，取管板利用率为=0.8，则壳体直径 为： mm n PD t 934 8.0 618 3205.105.1 按卷制壳体的进级档，可取 D=1000mm 2.4.62.4.6 折流板折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 20，则切去的圆 缺高度为：