题目:欲用冷水将720kg/h的EC(碳酸乙烯脂)蒸汽冷凝,温度由冷却至凝结
冷水的进出口温度分别是和
若要求换热器的管程和壳程的压强降不大于10KPa,设计合适的列管式冷凝器
(忽略管壁热阻和热损失)定性温度下流体物性如下表:密度,kg/m3比热容,kJ/(kg
0C)粘度,Pa
s导热系数,W/(m
0C)EC蒸汽14101
05水9944
626一、试算和初选冷凝器的规格1、计算热负荷和冷却水流量=2、计算两流体的平均温度和平均温差
暂时按单壳程、多管程进行计算逆流时平均温差为:=而P=R=查得所以3、初选冷凝器规格
根据流体的情况,假设K=120W/(m2
故由于,因此需要考虑热补偿
据此,选定换热器规格如下:壳径,mm公称压强,MPa公称面积,m2管程数260-0
72管子尺寸,mm管长,m管子总数管子排列方法135正方形实际传热面积若采用此换热器,则要求过程中总传热系数为120W/(m2
0C)二、核算压强降1、管程压强降(走水)其中,
管程流通面积(湍流)设管壁粗糙度,由关系图中查得:所以则2、壳程的压强降(走蒸汽)其中,
管子为正方形斜转450排列,F=0
取折流挡板间距
壳程流通面积所以计算表明,管程和壳程压强降都能满足设计要求
三、核算总传热系数管程对流传热系数(走水)=7657(湍流)2、壳程对流传热系数(走蒸汽)取换热器列管中心距t=35mm
流体通过管间最大截面积为壳程中EC蒸汽被冷凝,取
所以3、污垢热阻参考附录二十,管内、外侧污垢热阻分别取为4、总传热系数K
管壁热阻可忽略时,总传热系数K
为由前面计算可知,选用这种规格的冷凝器时要求过程的总传热系数为,在规定的流动条件下,计算出的K
为,故设计的换热器是合适的