文档介绍：该【浮头式换热器的设计 】是由【guoxiachuanyue003】上传分享，文档一共【15】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【浮头式换热器的设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。
(1)设计计算列管式换热器的热负荷,传热面积,换热管,壳体,管板,隔板及等。
(2)绘制列管式换热器的装配图。
(3)编写课程设计说明书
确定设计方案
两流体温度变化情况:热流体(混合物料)°C,出口温度85C;冷流体(冷水)进口温度35C,出口温度43C,该换热器用循环冷却水冷却,因两流体的温度之差较大,(〉50C)因此初步确定选用浮头式换热器。
,提高冷却效果,应使冷却水走管程,混合物料走壳程。
确定物性数据
定性温度:对于水等低粘度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故管程冷水的定性温度为
T=(T+T)/2=(35+43)/2=39(°C)
12
温度(t)/C
密度(p)/婕
/m3
比热容(cX10-3)
p
/J・kg-i・k-i
热导率(kX102)/W
.m-1・k-1
黏度(卩xio6)
/Pa•s
39
67
混合物料的定性温度T=(T+T)/2=(+)/2=(C)
12
甲苯
乙苯
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
苯乙烯
平均
组成
密度(p)/k/m3
880
860
861
902
比热容(Cp)KJ/kg/°C
热导率(k)/W/m/C
黏度|J*10^3(Pa-s)
密度Po=
定压比热容c
po=/(kg•C)
热导率ko=/(m・C)
黏度Mo=-3Pa•s
估算换热面积
1■热流量依据公式Q=Wh*Cph(T1-T2)计算可得:
Wh=*(*+*+++)+1
*)=2390kg/h
Q=2390/3600**1000*(-)=*10八5W
△tm'=ln^t)
12
,依据下式得:
=(-50)/ln()=°C
3•计算R与P
R=(T1-T2)/(t2-t1)=(-85)/(43-35)=
P=(t2-t1)/(T1-t1)=(43-35)/(-35)=
△七m=CAm,==(C)
,同时壳程流体流量较大,故取
单壳程合适。
4•传热面积设K=450W/(m2・K)则估算的传热面积为
Ap二Q/(K^tm)=*107/(450*)=(m2)
Wc二Q/Cpc(t2-tl)=*10八5/(4174*(43-35))=(kg/s)
工艺结构尺寸
选用①,管内流速取
u=lm/s。
i
程传热管数
=/(口***1)=^12(根)
d2u
i
按单程管计算,所需的传热管长度为
A
P
L=ndn=/(n**12)=(m)
os
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=3m,则该换热器的管程数为
N=L=〜2(管程)
Pl
传热管总根数
N=12X2=24根)
T
,即每程内按正三角形排列,隔板两侧采用矩形排列。
取管心距t=,则t==〜32(mm)
o
隔板中心到离其最近一排管中心距离按下式计算
s=2+6=22(mm)
各层相邻管的管心距为44mm
每层各有传热管12根.
,壳体内径按下式计算。取管板利用率n=,则売体内径为
D==(24/=(mm)按卷制売体的进级挡,可取D=200mm。
,取弓形折流板圆缺高度为売体的
25%,则切去的圆缺高度为
h==50(mm),故可取h=50mm。
取折流板间距B=,则
B==100(mm),可取B为100mm。
折流板数N
B
传热管长
叮折流板间距-1=2000/100-1=19(块)
本换热器传热管外径为25mm,其拉杆直径为16mm,共
有4根拉杆。
换热器核算
(1)売程表面传热系数用克恩法计算,见下式
.入<na
()o・14
odorn
1w
当量直径,依式得
4(勒t2-•d2)4(-)
24o24
d==q[外“ex=(m)
o
壳程流通截面积,根据下式计算得:
S二BD(l-|o)=(1-0^025)=-3(m2)
Uo=2390/(3600*)/(*10'3)=(m/s)
R=**/(*10'3)=10077(〉500)eo
普朗特数
Pr=*10八3**10=3/=
h0=0・36*0・108/**(1/3)*(.14=[W/(m2・K)]
管内表面传热系数
j入
°.
idr
i
管程流体流通截面积
S=*='3m2
i
管程流体流速
Ui=/(*10A-3)=(m/s)
Re=**/(*10八-3)=28584
普特常数
Pr=*10八3**10=3/=
hi=.8*=4844[w/(m2・K)]
污垢热阻和管壁热阻
管外侧污垢热阻R=-4m2・K/W
0
管内侧污垢热阻R=-4m2,K/W
i
/(m2・K)。所以
Rw==*10'5(m2,K/W)
传热系数Kc依式有
Kc=1/(
+R0+
d
m
Rd
〉o
d
0
hd
ii
)=1/(1/+-4+
25
i
+-4x25+1/4844x25)=[W/(m2^K)]
(5)传热面积裕度根据下式可得计算传热面积Ac为
Ac=*10A5/(*)=(m2)
该换热器的实际传热面积A
A==(m2)0T
该换热器的面积裕度按下式计算为
A-AcH=-^X100%=(-)/*100%=%
传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。
换热器内流体的流动阻力
(1)管程流体阻力依据下式可得
△P=(^p+^P)NsNpFt
tir
Ns=1Np=2Ft=
lPU2
△Pi=Aid%可
i
由Re=28584,=,查图得入=,
i
流速u=,p=,所以
△p=.3*=(Pa)
i
△p=g昭=*=(Pa)r2
△p=(+)=7891Pa<15000Pat
管流体阻力在允许范围之内。
2)壳程阻力按式计算
△P=(^p+^P)NsFs
s0i
Ns=1,Fs=
流体流经管束的阻力
△p=FfN(N+l)生字
00TCB2
F==(—)=
0
N===
TCT
N=19,u=
B0
△p=(19+1)*=(Pa)
0
流体流过折流板缺口的阻力
2Rpu2
△p=N(—)-亠,B=,D=
iBD2
△P=19X(-2*)*=(Pa)
i
总阻力