化工原理换热器设计VIP免费

江西科技师范大学食品质量与安全专业《化工原理课程设计》题目名称列管式换热器的设计专业班级食品质量与安全一班学号2015241020152411学生姓名徐子涵陈素静指导教师常军博士2017年05月10日设计条件冷流体为水，入口温度1t=12℃，出口温度2t=68℃，流量vq=43m³/h；热流体为饱和水蒸气，入口温度1T=110℃，出口温度2T=100℃。水蒸气在105℃下的有关物性数据：密度1954.7kg/m³，黏度412.7110Pa·s，比热容4226pcJ/(kg·K)，导热率10.684W/(m·K)。水在40℃下的有关物性数据：密度kg/m³，黏度Pa·s，比热容J/(kg·K)，导热率W/(m·)℃。换热器型式的选择—由于所选择的冷热流体温差较大，初步确定选用浮头式换热器。定性温度壳程水蒸气定性温度为℃管程水的定性温度为℃估算传热面积计算热负荷（忽略热损失）kW水蒸气用量（忽略热损失）无相变kg/skg/h平均传热温差纯逆流℃初算传热面积初定总传热系数01500KW/(m2·K)，1m2管径和管内流速管程安排—水蒸气比较清洁宜走壳程，普通水较易结垢，若流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，宜走管程。因此初步确定饱和水蒸气走壳程，水走管程。现初定管内流速0.9ium/s，传热管数。管内径mmm查无缝钢管规格表[1]确定选用252.5mm的传热管（碳钢），其内径为25(2.52)20idmm0.02m水在输送管内的实际操作流速为m/s管程数和传热管数单程传热管数单程管传热管长度m多管程取传热管长3lm换热器管程数传热管总根数为平均温差校正系数按单壳程，双管程，查温差校正系数图[1]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[1]。传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。2取管心距01.251.252531.25tPdmm32mm隔板中心到离其最近一排管中心距离32662222tPZmm各程相邻管的管心距为44mm。采用多管程结构，取管板利用率0.75壳体直径mm圆整可取400Dmm。根采用弓形折流板切去的圆缺高度0.25400100hmm取150hmm。取折流板间距0.3BD(0.2DBD)，则0.3400120Bmm取B为150mm。折流板数目3000-1=-1=19150BN传热管长折流板间距壳程流体进出口接管取接管内水蒸气流速为110um/s接管内径m圆整后取管内径80mm。管程流体进出口接管：取接管内液体流速22um/s接管内径m圆整后取管内径90mm。传热面积校核管程传热膜系数0.80.40.023RePriiid管程流体流通截面积m2管程流体流速m/s雷诺数普朗特数W/(m2·)℃3壳程传热膜系数0.551/30.1400'0.36RePr()iewd管子按正三角形排列，传热当量直径为：22220'0334()4(0.0320.7850.025)2420.023.140.025tePdddm壳程流通截面积0025(1)150400(1)0.01332tdSBDPm2壳程流体流速m/s雷诺数普朗特数1410142262.7110Pr1.670.684pc黏度校正加热0.14()1.05wW/(m2·℃)已知管壁厚度0.0025bm，总传热系数K管外侧污垢热阻401.010R(m2·)/W℃，管内侧污垢热阻41.010iR(m2·)/W℃。碳钢在该条件下的热导率为50W/(m2·℃)。0000011iiiimKddbdRRdddW/(m2·℃)传热面积校核m2实际传热面积m2与原估计值基本相符4换热器的面积裕度传热面积裕度>10%，所选换热器的规格可用总结我们所设计的浮头式换热器是单壳程，相对于单管程来说，当流量一定时，对流传热系数较大，对传热过程更有利。但是，这样势必会导致一定流体阻力损失，即输送流体的动力费用增加。工艺结构尺寸衡算时，我们所选的管内流速适中，若其流速很大，虽能增大对流传热系数，减小污垢在壁面上的沉积，即降低污垢热阻，使总传热系数增加，从而减小换热器的传热面积。但流速增加，流动阻力增大，动力消耗增加，我们需要综合考虑经济费用。我们采用逆流和折流方式进行传热，平均温差较大，有利于换热器的优化。最终选取的换热器零部件型号尺寸都需要综合考虑实用价值和经济效益等一系列因素。附录及图纸表1计算结果汇总表项目结果单位管程流速（iu）0.8m/s管程表面传热系数a（i）4577.1W/(m2·)℃管程阻...