油水换热器课程设计

发布 2022-10-02 20:24:28 阅读 3084

煤油—水换热器的设计任务书。

1.1设计任务与条件。

针对某厂家要求设计一台换热器,具体要求:把流量为10t/h的煤油,130度冷却到50度。煤油工作压力为0.

1mpa;冷却水进出口温度分别为25度和55度,冷却水工作压力为0.3mpa。换热器允许压降为0.

1mpa。

1.2设计计算。

1.2.1确定设计方案。

1)选择热交换器的类型。

两流体的变化情况:

热流体进口温度,出口温度。

冷流体进口温度,出口温度。

该交换器为煤油—水换热器,估计热交换器的管壁温度和壳体温度之差不是较大,因此初步确定选用带有“膨胀节”的固定管板式热交换器。

2)流程的选择。

由于煤油粘度大并且泄露后危险性大,再者水的体积小,所以煤油走壳程,水走管程。

1.2.2确定物性数据。

定性温度:对于水和煤油等低粘度流体,其定性温度可取流体的进出口温度平均值。

管程冷却水的定性温度为。

查的水在的有关物性参数为:壳程煤油的定性温度为。

查的煤油在的有关物性参数为:

1.2.3估算传热面积。

1)热流量。

2)平均传热温差。

先按纯逆流计算,由公式得。

1) 初算传热面积。

由于水—水换热,由表2-2,初选传热系数为,则估算的传热面积为。

1.2.4工艺结构尺寸。

1)管径和管内流速。

选用的碳钢传热管,由表2-1,取管内流速。

2)管程数和传热管数。

根据传热管内径和流速确定单程传热管数。

取24根。按单管程计算,所需传热管长度为。

按单管程设计,传热管过长,宜采用多管程结构。根据换热管规格标准,选取换热管长l为9m,则该热交换器的管程数为。

则传热管总根数n=242=48根。

3)平均传热温差和壳程数。

按单壳程双管程结构,查图2-6,得温差修正系数为=0.85(大于0.8),则平均传热温差为。

4)传热管排列和分程方法。

采用组合排列法,即在每程内按正三角形排列,隔板两侧按正方形排列。

由表2-3,管间距,

2) 壳体直径。

取管板利用率为=0.75,由式(2-10),壳体内径为。

由表2-4圆整到标准可却d=400mm。

6)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25%,则切去的圆缺高度为h=0.25×400=100mm。

取折流板间距b=0.3d=0.3×400=120mm,根据标准可取200mm。

折流板数目。

7)接管。管程流体进出口接管:取接管内流体的流速为,则接管内径为。

圆整后可取管内径=100mm

壳程流体进出口接管:取接管内流体的流速为,则接管内径为。

圆整后可取管内径为=100mm

1.2.5热交换器校核。

1)传热面积校核。

管程对流传热系数。

流通截面积=

流体流速。流动属于湍流,由公式计算管程对流传热系数。

壳程对流传热系数。

管子按正三角形排列,传热当量直径为。

壳程流通截面积。

流体流速。可用计算壳程对流传热系数,其中经过计算粘度校正。

污垢热阻和管壁导热。

由设计指导书表2-6,可取管内侧和管外侧的热阻分别为0.00009和0.00035。换热器管壁厚0.002m。碳钢在该条件下热导率为50。

总传热系数。

经过以上计算,指导书公式2-15,可得总传热系数。

传热面积校核。

由指导书2-5计算所得热交换器需要的传热面积。

热交换器实际传热面积。

面积裕度 ,大小合适,该热交换器能满足换热要求。

2)压降校核。

管程阻力。每程直管中因摩擦阻力引起的压力损失。

每程回弯中因摩擦阻力引起的压力损失。

管程总压力。

壳程阻力。壳程阻力由指导书公式2-12~2-14计算。

其中f=0.5,

流体横向流过管束的压降。

流体流过折流板缺口的压降。

壳程总压降计算,其中。

以上计算表明,设计的热交换器压力损失小于0.1mpa,符合要求。

所需换热器的相关参数。

换热器课程设计

目录。一 设计意义3 二 主要参数说明3 三 设计计算5 1 确定设计方案5 2 确定物性数据5 3 计算总传热系数5 4 计算传热面积6 5 工艺结构尺寸6 6 换热器核算8 1 热量核算9 2 换热器内流体的流动阻力9 3 换热器主要结构尺寸和计算结果总表10 7 选用一台合适的离心泵11 四 ...

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