文档介绍：换热器工艺初步设计
学生姓名：学号：
专业： 环境工程班级：
成绩：
指导教师：
设计时间：2012年 12月 20日至2013 年 1月6日
环境与生命科学系
列管式换热器设计任务书
一、设计任的内径。分别对换热器的热量，管程对流系数，传热系数，传热面积进行核算，再算出面积裕度。最后，对传热流体的流动阻力进行计算，如果在设计范围内就能完成任务。
根据固定管板式的特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。U形管式特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。浮头式特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。我们设计的换热器的流体是冷热水，不易结垢，再根据造价低，经济的原则我们选用固定管板式换热器。
流体流速的选择：增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。在本次设计中，根据表换热器常用流速的范围，取管内流速
。
流体流动通道的选择:不清洁或易结垢的流体，宜走容易清洗的一侧。对于直管管束，宜走管程，便于清洗；对于U型管管束，宜走壳程。腐蚀性流体宜走管程，以免壳体和管束同时被腐蚀。压力高的流体走管程，以免制造较厚的壳体。
为增大对流传热系数，需要提高流速的流体的宜走管程，因管程流通截面积一比壳程的小，且做成多管程也教容易。两流体温差较大时，对于固定管板式换热器，宜将对流传热系数大的流体走壳程，以减小管壁与壳体的温差，减小热应力。蒸汽冷凝宜走壳程，以利于散热、排出冷凝液，增强传热效果。需要冷却的流体宜走壳程,以减小冷却剂用量。但温度很高的流体，其热能可以利用，宜走管程，以减小热损失。粘度大或流量小的流体宜走壳程，因由折流挡板的作用 ，在低Re数下（Re>100）即可达到湍流。
在选择流动管道时，上述原则往往不能同时兼顾，应视具体问题抓住主要方面，一般首先考虑流体的压力降、防腐蚀清洗等要求，然后在校核对流传热系数和流动阻力，以便做出恰当的选择。
3．换热器类型的选择
℃℃；冷流体（循环水）进口温度32℃℃。该换热器用循环冷却水冷却，热流体为热水，为不易结垢和清洁的流体。冬季操作时进口温度会降低，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较小，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
流动空间及流速的测定
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，热水走壳程。选用25×，查表可得——管内流速取u i=。
由设计条件：入口温度=32℃, 出口温度℃
井水的定性温度为：℃
两流体的温差T-℃
已知混合气体及循环冷却水在定性温度下的物性数据：(由化学工程基础书附录得)
流体
定性温度℃
密度kg/m3
粘度mPa·s
比热容kJ/(kg·℃)
导热率W/m·℃
混合气体
596
冷却水
计算总传热系数
热流量
冷却水用量
（按逆流计算）
平均传热温差校正系数
按单壳程2管程结构,温差校正系数——对数平均温度校正系数。
但的点在图上难以读出，因而相应以1/R代替R，PR代替P，查同一图线,可得：
平均传热温差：
假设
考虑15%的面积裕度，
的
管径和管内流速
选用mm传热管(碳钢)，取管内流速
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：
按单程管设计,传热管过程,宜采用多管程结构。现取传热管长，
则该换热器管程程数为：
圆整
传热管总根数
传热管排列和分程方法
采用组合排列法,即每程内均按正三角排列,隔板两恻采用正方形排列.
取管心距,则
隔板中心到其最近一排中心距离：
各程相邻的管心距为
横过管束中心线的管数
壳体内径
横过管数中心线管的根数 （根）
采用多管程结构,取管板利用率,则壳体内径为：
圆整可取
立式固定管板式换热器的规格如下：
公称直径D……