第1页共10页压载水,进,冷压载水,进,热热源,进,热热源,进,冷换热器编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第1页共10页111EquationChapter1Section1题目:假定:压载水的温度为15℃,拟利用船舶的主机缸套冷却水进行热交换(取换热器进口的缸套水温度T1=75℃,出口温度T2=65℃),将压载水加热到25℃或30℃,其中,压载水的流量为800m3/h。换热器的热损失可忽略,不考虑管、壳程阻力压降。要求确定主机缸套冷却水的流量,并选择一种换热器(常用的,能耐海水腐蚀)。[取污垢热阻]选型计算步骤:压载水(海水)密度=,定压比热容。淡水密度,在10℃~90℃时,其定压比热容几乎没有变化,可取。第2页共10页第1页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第2页共10页热源水定性温度===70℃。经饱和水的物性表,查得:=0.668,=406.1×。已知,压载水体积流量为:=800压载水质量流量为:压载水由初温=15℃,利用主机缸套冷却水分别加热到=25℃,30℃,由于两种情况下,冷热流体的温差均不大于50℃,故均可选用固定管板式换热器进行计算,具体如下:【1】压载水:=15℃→=25℃海水的热导率、粘度比纯水稍低,其影响因素比较复杂,为简化计算,近似认为纯水。定性温度℃。经饱和水的物性表,查得:=0.599=1004×物性参数如下表:物性流体密度()比热(J/kg·K)粘度()导热系数()1.压载水(冷源)1004×0.599第3页共10页第2页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第3页共10页2.缸套水(热源)406.1×0.668注:管程流体(压载水)参数下标为1,壳程流体(缸套水)参数下标为2.(1)计算热负荷==9.333×W通过热量衡算,知==222.22kg/s即,热源体积流量==800(2)平均温差逆流:热源75℃→65℃冷源25℃←15℃温差50℃50℃由===50R===1,P==查温度校正系数ψ图,知ψ≈1>0.8,故采用单壳程可行。且=50℃(3)估算传热面积查表知,水-水换热的总传热系数为:1396~2838,可选总传热系数,则=(4)试选型管壳程的选择:本设计实例中,与缸套冷却水不同,压载水一般未经特殊处第4页共10页第3页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第4页共10页理,所含杂质较复杂,进而压载水侧极易产生腐蚀、结垢及沉淀,为方便换热器的维护管理,故采用压载水走管程,缸套冷却水走壳程。管程流速的选择:对于壳管式换热器,一般要求管程流速达0.2~2.5m⁄s,壳程流速达0.5~2.5m⁄s,结合本设计实例,为防止压载水杂质沉积,管程压载水流速取。管子排列方式选择:管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等,等边三角形排列的优点有:管板的强度高;流体走短路的机会少,且管外流体扰动较大,因而对流传热系数较高;相同的壳内径可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁,适用于壳程流体易产生污垢的场合;但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之间,即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。本例选择正三角形排列。传热管的选择:选传热管19mm×2mm,其内径=0.017m,外径=0.019m。估算单程管子根数:==653根根据传热面积估算管子长度:=若采用单程管,则每管程的管长选用L=ι=3m。由换热器设计手册查得,可选管子总数N=607根,管中心距t=25mm,正三角形排列。壳体内径D=700mm,可取折流板间距h=600mm,折流板数块,传热面积可选,管程流通面积为0.1073㎡。故,由换热器系列标准选用固定管板式换热器:BEM700--105.1--1I(5)校核总传热系数K①管程对流传热系数。第5页共10页第4页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第5页共10页管内流体流速:②壳程对流传热系数。壳程流通面积:缸套水流速:正三角形排列的当量直径:③总传热系数。由于压载水所含杂质较为复杂,在管程侧易产生结垢,而壳程侧冷却水也易产生结垢,为简化计算,可取污垢热阻,碳钢热第6页共10页第5页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第6页共10页导率λ=45。=5.0663×K=1974(6)传热...