文档介绍：---------------------------------作者:_____________-----------------------------日期::_____________换热器设计说明书设计任务和设计条件某生产过程的流程如图所示。反应器的混合气体经与进料物流换热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。已知混合气体的流量为237301,,,循环水的入口温度为29℃,出口的温度为39℃,试设计一列管式换热器,完成生产任务。物性特征:混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容=℃热导率= 循环水在34℃下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度 :热流体进口温度110℃出口温度60℃;冷流体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下降,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。浮头式换热器介绍浮头式换热器的特点是有一端管板不与外壳连为一体,可以沿轴向自由浮动。这种结构不但完全消除了热应力的影响,且由于固定端的管板以法兰与壳体连接,整个管束可以从壳体中抽出,因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应用较为普遍,但它的结构比较复杂,造价较高。确定物性数据定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为T==85℃管程流体的定性温度为 t=℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容=℃热导率==×10-5Pas 循环水在34℃下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度 =×10-3Pas算传热面积热流量Q1==237301××(110-60)=×107kj/h=×,得=,故可选取较大的K值。假设K=320W/(㎡k)则估算的传热面积为Ap===×(碳钢),取管内流速u1=。=取618根按单程管计算,所需的传热管长度为L=按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。根据本设计实际情况,采用非标设计,现取传热管长l=7m,则该换热器的管程数为Np=传热管总根数Nt=642×2=1236 (3-13a)和式(3-13b)有R=P=按单壳程,双管程结构,查图3-9得平均传热温差℃,同时壳程流体流量较大,故取单壳程合适。,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。见图3-13。取管心距t=,则t=×25=≈32㎜(3-16)计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。管数的分成方法,每程各有传热管642根,其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。,壳体内径可按式(3-19)估算。取管板利用率η=,则壳体内径为D=,可取D=,去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为H=×1400=350m取折流板间距B=,则B=×1400=420mm,可取B为450mm。折流板数目NB=(换热管Ф25=>拉杆Ф16换热管700根=>拉杆16根)壳程入口处,:取接管内气体流速为u1=10m/s,则接管内径