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1、煤油水换热器的设计任务书1.1设计任务与条件针对某厂家要求设计一台换热器，具体要求：把流量为10t/h的煤油，130度冷却到50度。煤油工作压力为0.1Mpa；冷却水进出口温度分别为25度和55度，冷却水工作压力为0.3Mpa。换热器允许压降为0.1Mpa。1.2设计计算1.2.1确定设计方案（1）选择热交换器的类型两流体的变化情况：热流体进口温度，出口温度冷流体进口温度,出口温度。该交换器为煤油水换热器，估计热交换器的管壁温度和壳体温度之差不是较大，因此初步确定选用带有“膨胀节”的固定管板式热交换器。（2）流程的选择由于煤油粘度大并且泄露后危险性大，再者水的体积小，所以煤油走壳程，水走管程。
2、1.2.2确定物性数据 定性温度：对于水和煤油等低粘度流体，其定性温度可取流体的进出口温度平均值。管程冷却水的定性温度为查的水在的有关物性参数为:壳程煤油的定性温度为查的煤油在的有关物性参数为:1.2.3估算传热面积（1）热流量（2）平均传热温差 先按纯逆流计算，由公式得（1） 初算传热面积由于水水换热，由表2-2，初选传热系数为,则估算的传热面积为1.2.4工艺结构尺寸（1）管径和管内流速选用的碳钢传热管，由表2-1，取管内流速。（2）管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数 取24根按单管程计算，所需传热管长度为按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据换热管规格标准，选
3、取换热管长l为9m，则该热交换器的管程数为则传热管总根数n=242=48根（3） 平均传热温差和壳程数按单壳程双管程结构，查图2-6，得温差修正系数为=0.85（大于0.8），则平均传热温差为（4）传热管排列和分程方法采用组合排列法，即在每程内按正三角形排列，隔板两侧按正方形排列。由表2-3，管间距，（2） 壳体直径取管板利用率为=0.75，由式（2-10），壳体内径为由表2-4圆整到标准可却D=400mm。（6）折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为h=0.25400=100mm。取折流板间距B=0.3D=0.3400=120mm，根据标准可取200
4、mm。折流板数目（7）接管管程流体进出口接管：取接管内流体的流速为，则接管内径为圆整后可取管内径=100mm壳程流体进出口接管：取接管内流体的流速为，则接管内径为圆整后可取管内径为=100mm1.2.5热交换器校核（1）传热面积校核管程对流传热系数流通截面积=流体流速流动属于湍流，由公式计算管程对流传热系数壳程对流传热系数管子按正三角形排列，传热当量直径为壳程流通截面积流体流速可用计算壳程对流传热系数，其中经过计算粘度校正污垢热阻和管壁导热。由设计指导书表2-6，可取管内侧和管外侧的热阻分别为0.00009和0.00035。换热器管壁厚0.002m。碳钢在该条件下热导率为50。总传热系数经过以
5、上计算，指导书公式2-15，可得总传热系数传热面积校核由指导书2-5计算所得热交换器需要的传热面积热交换器实际传热面积面积裕度 ,大小合适，该热交换器能满足换热要求。（2）压降校核管程阻力每程直管中因摩擦阻力引起的压力损失每程回弯中因摩擦阻力引起的压力损失管程总压力壳程阻力壳程阻力由指导书公式2-122-14计算。其中F=0.5，流体横向流过管束的压降流体流过折流板缺口的压降壳程总压降计算，其中以上计算表明，设计的热交换器压力损失小于0.1MPa，符合要求。所需换热器的相关参数换热器形式固定管板式热交换器膨胀节形式U形管程水壳程煤油煤油进口（出口）温度130（50）度煤油流量10t/h水进口（出口）温度55（25）度水的流量14.88 t/h换热面积25.77冷却水管外径壁厚冷却水管根数242冷却水管材碳钢传热管6 / 6
