换热器选型的计算 一、 已知条件 壳程:循环水 t1=30℃,t2=40℃,P=0.3~0.4Mpa 管程:CO2 T1=96℃,T2=50℃,P=3~4Kpa,Wh=15000~20000m3/h,按中间值18000 m3/h计算。 二、计算并初选换热器规格 1、确定流体的定性温度、物性数据,并选择列管式换热器的形式。 循环水的定性温度tm=1/2(30+40)=35℃ CO2的定性温度 Tm=1/2(96+50)=73 ℃ 两流体温差 Tm-tm=73-35=38℃ 由于两流体温差不大于50℃,故选择固定管板式换热器。 两流体在定性温度下的物性数据如下 物 性 流 体 定性温度 ℃ 密度ρ ㎏/m3 粘度μ mpa·s 比热容 Cp kJ/(㎏·℃) 导热系数λ W/(m·℃) 循环水 35 994 0.727×10-3 4.187 0.626 CO2 73 1.559 0.016×10-3 0.98 0.0208 2、计算热负荷 Q 按管内 CO2计算,即 Q=WhCph(T1-T2)=18000×1.559×0.98×(96-50)=1.26×106 kJ/h 忽略换热器的热损失,水的流量可由热量衡算求得,即 3、计算平均温差,并确定壳程数 逆流温差 由R和P查《化工原理》上册P234,图4-17得, 又因 ,故可选单壳程的列管式换热器。 4、初选换热器的规格 根据管间为循环水,管内为CO2,K值范围为17~280W/(㎡·℃),初选K0=62W/(㎡·℃),故初选固定管板式换热器规格尺寸如下:壳径D 1000mm 公称面积 S 170.5㎡ 管程数Np 1 管数n 749 管长 L 3m 管子直径 φ 25×2.0mm(不锈钢管) 管子排列方法 正三角形 换热器的实际传热面积 S0=nπ d0(L-0.1)=749×3.14×0.025×2.9=170.6㎡ 该换热器要求的总传热系数为: 三、核算总传热系数K0 1、计算管程对流传热系数αi 2、计算壳程对流传热系数αo 换热器中心附近管排中流体流通面积为 式中h——折流挡板间距,取150mm; t——管中心距,对φ 25×2.0mm的管子,取t=32mm。 因为Wh=30.5m3/h,所以 由正三角形排列,得 由于水被加热,所以 3、确定污垢热阻 查《化工原理》P384,得 循环水 Rsi=1.7197×10-4(m2·℃)/W CO2 Rs0=3.4394×10-4(m2·℃)/W 4、总传热系数K0 管子材料选用不锈钢,取其导热系数λW=16.5W/ (m2·℃),所以 选用该换热器时, 要求过程得总传热系数为 62 W/ (m2·℃),在传热任务书所规定得流动条件下,计算出 K0=77.4W/ (m2·℃),所选择的换热器安全系数为: 符合 的要求,则初选换热器合适。 五、流体流动阻力的计算 1、管程流...