列管式换热器多种设计方案策划设计方案计算过程详细VIP免费

1 / 28 根据给定的原始条件， 确定各股物料的进出口温度， 计算换热器所需的传热面积， 设计换热器的结构和尺寸， 并要求核对换热器压强降是否符合小于 30 kPa 的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下：设计要求：1. 某工厂的苯车间，需将苯从其正常沸点被冷却到40℃；使用的冷却剂为冷却水，其进口温度为30℃，出口温度自定。2. 物料（苯）的处理量为1000 吨/日。3. 要求管程、壳程的压力降均小于30 kPa。1、换热器类型的选择。列管式换热器2、管程、壳程流体的安排。水走管程，苯走壳程，原因有以下几点：1.苯的温度比较高，水的温度比较低，高温的适合走管程，低温适合走壳程2.传热系数比较大的适合走壳程，水传热系数比苯大3.干净的物流宜走壳程。而易产生堵、结垢的物流宜走管程。3、热负荷及冷却剂的消耗量。冷却介质的选用及其物性。 按已知条件给出，冷却介质为水，根进口温度 t 1=30℃，冷却水出口温度设计为t 2=38℃，因此平均温度下冷却水物性如下：密度 ρ =994kg/m3粘度μ2=0.727Χ 10-3Pa.s导热系数 λ =62.6Χ 10-2 W/(m.K) 比热容 Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下：进口温度： 80.1℃出口温度： 40℃密度 ρ =880kg/m3粘度μ2=1.15Χ 10-3Pa.s导热系数 λ =14.8Χ 10-2 W/(m.K) 比热容 Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量： 1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷： Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量： Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s 2 / 28 4、传热面积的计算。平均温度差（）确定 R 和 P 值查阅《化工原理》上册203 页得出温度校正系数为0.8，适合单壳程换热器，平均温度差为△tm=△t’m×0.9=27.2×0.9=24.5 由《化工原理》上册表4-1 估算总传热系数 K（估计）为 400W/（m2· ℃）估算所需要的传热面积：S0=估计=75m25、换热器结构尺寸的确定，包括：（1）传热管的直径、管长及管子根数；由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格Φ 19mm×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s 所需要的管子数目：，取 n 为 123 管长：=12.9m 按商品管长系列规格，取管长L=4.5m，选用三管程管子的排列方式及管子与管板的连接方式: 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。（2）壳体直径；e 取 1.5d0，即 e=28.5mm Di=t(nc— 1)+2e=19×(— 1...