列管式换热器的设计计算VIP免费

2 .4 列管换热器设计示例 某生产过程中，需将6000 kg/h 的油从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水入口温度30℃，出口温度为40℃。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 1 ．确定设计方案 （1）选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度40℃冷流体(循环水)进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用 ф25×2.5的碳钢管，管内流速取 u i=0.5m/ｓ。 2 ．确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 壳程油的定性温度为(℃) 管程流体的定性温度为(℃) 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 油在90℃下的有关物性数据如下： 密度 ρo=825 kg/m3 定压比热容 cpo=2.22 kJ/(kg·℃) 导热系数 λo=0.140 W/(m·℃) 粘度 μo=0.000715 Pa·s 循环冷却水在35℃下的物性数据： 密度 ρi=994 kg/m3 定压比热容 cpi=4.08 kJ/(kg·℃) 导热系数 λi=0.626 W/(m·℃) 粘度 μi=0.000725 Pa·s 3 ．计算总传热系数 （1）热流量 Qo=WocpoΔ to=6000×2.22×(140-40)=1.32×106kJ/h=366.7(kW) （2）平均传热温差 (℃) （3）冷却水用量 (kg/h) （4）总传热系数K 管程传热系数 W/(m·℃) 壳程传热系数 假设壳程的传热系数αo=290 W/(m2·℃)； 污垢热阻 Rsi=0.000344 m2·℃/W , Rso=0.000172 m2·℃/W 管壁的导热系数λ=45 W/(m·℃) =219.5 W/(m·℃) 4．计算传热面积 (m2) 考虑 15％的面积裕度，S=1.15×S′=1.15×42.8=49.2(m2)。 5．工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速 选用 ф 25× 2.5传热管(碳钢)，取管内流速 ui=0.5m/s。 （2）管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 按单程管计算，所需的传热管长度为(m) 按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长 L=6m，则该换热器管程数为(管程) 传热管总根数 N=58× 2=116(根) （3）平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 第2 章 换热器设计 按单壳程，双管程结构，温差校正系数应查有关图表。但R=1...