目录。一设计任务书 2
二设计计算 2
2.1确定设计方案 2
2.11 选择换热器类型 2
2.12 管程安排 2
2.2 确定物性数据 2
2.3 估计传热面积 3
2.31 热流量 （忽略热损失） 3
2.32 冷却水的用量 3
2.33 平均传热温差 3
2.34 初算传热面积 4
2.4 工艺结构尺寸 4
2.41 管径和管内流速 4
2.42 管程数和传热管数 4
2.44 传热管排列和分程方法 5
2.45 壳体直径 5
2.46 折流板 5
2.47 接管 6
2.5 换热器核算 6
2.51 传热面积校核 6
2.52 换热器内压降的核算 8
三设计结果汇总表及图 9
某生产过程中，需将6000kg/h的**从175℃冷却至130℃，压力为0.4mpa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.3mpa，循环水进口温度25℃，出口温度为55℃。
试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
两流体的温度变化情况：
**进口温度175℃，出口温度130℃；
循环冷却水进口温度25℃，出口温度55℃。
考虑到换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加速污垢增长速度，使换热器的热流量下降，故总体考虑，应使循环冷却水走管程，**走壳程。
定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故壳程**的定性温度为：
管程循环冷却水的定性温度为：
已知**在定性温度下的有关物性数据如下：
密度 ＝820kg/m
导热系数＝0.128w/m℃
定压比热容＝2.20kj/kg℃
粘度 ＝0.665mpa﹒s
循环冷却水在40℃下的物性数据如下：
密度 ＝992.2kg/m
导热系数 ＝0.634w/m℃
定压比热容＝4.1744kj/kg℃
粘度 ＝0.656mpa﹒s
先按照纯逆流计算得：
由总传热系数的选择表可得：k的取值范围为290 ~698，在k的取值范围内，取k=320。则估算的传热面积为：
选用较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速。
可依据传热管内径和流速确定单程传热管数。
按单程管计算所需的传热管长度为。
按单程管设计，传热管较长，宜采用多管程结构，根据本设计实际情况，可取传热管管长l=1.5m，则该换热器的管程数为：
传热管总根数
2.43 平均传热温差校正及壳程数。
平均温差校正系数计算如下：
按单壳程温差校正系数应查有关图表，可得：
平均传热温差℃
由于平均传热温差校正系数大于0.8，故取单壳程合适。
采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
取管心距； mm
隔板中心到离其最近一排管中心距离按式计算：
采用多管程结构，壳体直径可按式估算，取管板利用率，则壳体直径为。
圆整可取。此时符合要求。
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取h=100mm
取折流板间距则：
可取b=150mm
折流挡板数。
壳程流体进出口接管：取接管内**流速为，则接管内径为：
圆整后可取管径为60mm。
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速，则接管内径为：
圆整后取管径为60mm。
（1）管程对流传热系数，按式计算：
管程流通截面积：
管程流体流速和雷诺数分别为：
普兰特准数：
2）壳程对流传热系数，对于圆缺形折流板，可采用克恩公式。
当量直径由正三角形排列得：
壳程流通截面积：
壳程流体流速及其雷诺数分别为：
粘度校正。3）污垢热阻和管壁热阻。
管壁内侧）=0.00035
管壁外径）=0.0003
已知管壁厚度b=0.0025m
碳钢在该条件下的热导率为：
4）总传热系数k
5）传热面积校核，依式可得所计算传热系数面积为。
该换热器的实际传热面积：
该换热器的面积裕度为：
传热面积裕度适合，该换热器能够完成生产任务。
1）管程阻力。
由，传热管相对粗糙度，查莫狄图得。
流速：管程流动阻力在允许范围内。
2）壳程阻力。
f=0.5
为折流挡板数， =9
总阻力。壳程流体也比较适宜。
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