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 ...
换热器课程设计
化工原理。课程设计说明书。某生产过程的流程如图3 20所示。反应器的混合气体经与进料物流换热后,用循环冷却水将其从110 进一步冷却至60 之后,进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。已知混合气体的流量为242801,压力为6.9,循环冷却水的压力为0.4,循环水的入口温度为29 出口的温度为39 试设计...
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