《热交换器课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热交换器课程设计（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热交换器设计说明书姓名姓名 学号学号 2013.01.06换热器设计 动力实 1001 朱妍11.设计任务与条件设计任务与条件条件热流体冷流体工质11号润 滑油自来水进口温度10015 出口温度4040 流量10T/h 工作压力10000Pa30000Pa2.设计计算设计计算2.1 确定设计方案确定设计方案 2.1.1 确定热交换器类型 该热交换器为水油换热器，管壁温度和壳体温度之差不很大，两流体均 不易腐蚀、结垢且定性温度相差在 50左右，所以初选带有膨胀节的固定板式 热交换器。 2.1.2 流程的选择根据设计要求，自来水较为容易结垢，压力较大，流量较大，应走管程； 润滑油为被冷却流体，且粘
2、度较大，流量较小，在壳程中容易达到湍流，增大 换热系数，所以应走壳程。 2.2 确定物性数据确定物性数据管程润滑油定性温度为 70240100 211 1 ttt查得物性参数如下： 3 1/857mkgsPa3 1108 .16)/(148. 21kgkJcp)/(1379. 01mW263Pr1sm /107 .1926 1壳程市政供水定性温度为 5 .2724015 222 2 ttt查得物性参数如下： 3 2/6 .996mkgsPa3 2108518. 0)/(176. 42kgkJcp)/(6129. 02mW8175. 5Pr2sm /108976. 026 22.3 估算传热面积
3、估算传热面积 2.3.1 热流量Wttcqpm358000)40100(21486 . 3 10)(1111 2.3.2 自来水流量skgttcqpm/43. 3)(2222 换热器设计 动力实 1001 朱妍22.3.2 平均传热温差 首先按纯逆流计算：40154040100ln)1540()40100(ln2121mt2.3.3 初算传热面积由水油换热，查表选取传热系数为，则估算传热面积为)/(3002KmWK29 .29 mtKAm估2.4 工艺结构尺寸工艺结构尺寸 2.4.1 管径和管内流速选用的碳钢传热管，由表 2-1，取管内流速。mm5 . 225smu/0 . 112.4.2 管
4、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 11 根。8 .10 0 . 102. 0443. 3422 iiv s udqN按单管程计算，所需传热管长度为mNdALSo6 .3411025. 09 .29估按单管程计算，传热管过长，宜采用多管程结构，根据换热器规格标准，选取 传热管长 l 为 9m，则该换热器的管程数为496 .34lLNp则传热管总根数为 44 2.4.3 平均传热系数和壳程数 按单壳双管程结构，查图得温差修正系数为，则平均传热温差为4 .3486. 040mt2.4.4 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，隔板两侧按正方型排列。查
5、表得管间距为mPt032. 0隔板中心到其最近一排管中心距离为mmPZt22622.4.5 壳体直径 取板管利用率为 0.75，壳体内径为换热器设计 动力实 1001 朱妍3mnPDt2573. 075. 044032. 005. 105. 1圆整到标准准可取mD325. 0 2.4.6 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%，则切去圆缺高度 mh8125. 0325. 025. 0 取折流板间距：mDB1625. 0325. 05 . 05 . 0圆整后，取mB2 . 0折流板数目：4412 . 0 91BlNB2.4.7 接管管程流体进出接管：取接管体内流速为，则
6、接管内径为smu/11mmuqDV2 .666 .9960 . 143. 344111圆整后可取管内径为mmD1001壳程流体进出口接管：取接管内流体流速为smu/12mmuqDV644 .8570 . 16 . 3 1044222圆整后可取管内径为mmD10012.5 热交换器校核热交换器校核 2.5.1 管程对流传热系数流通截面积22003454. 01102. 04mAi流体流速smAquiv i/996439. 0003454. 06 .99643. 323317108 .85102. 0996439. 06 .996Re6-iiii idu 流动属于湍流，计算管程对流传热系数)/(3
7、7298175. 52331702. 06129. 0023. 0PrRe023. 024 . 08 . 08 . 0KmWdhnii2.5.2 壳程对流传热系数 管子按正三角形排列，传热当量直径为换热器设计 动力实 1001 朱妍4mddP doote020186. 0025. 0)025. 04032. 023(4)423(42222 壳程流通面积为2014219. 0)032. 0025. 01 (325. 02 . 0)1 (mPdBDAto o流体流速smAquovo o/2278. 0014219. 04 .8576 . 31015.289107 .19025. 02278. 04
8、 .857Re6-oooo idu 466. 0683. 0,PrRe31nCCNun，查表得壳程对流传热系数)/(42337.6102. 01379. 02KmWNudheo2.5.3 污垢热阻和管壁导热取管内侧水的污垢热阻为外侧的油污热阻为wkm/00021. 02，换热管壁厚为 0.0025m，碳钢在该条件下的导热率为wkm/000176. 02)/(502KmW2.5.4 总传热系数)/(8 .372423100018. 00225. 050025. 00025. 002. 0025. 000021. 002. 03729025. 01112KmWhdbd ddRdhdKomoio i
9、 iioo 2.5.5 传热面积校核 热交换器所需要的传热面积9 .274 .348 .372358000mtKA换热器的按实际传热面积为面积裕度115. 19 .271 .31AA换热器设计 动力实 1001 朱妍5大小合适，该热交换器符合设计要求。附表一附表一.换热器性能参数表换热器性能参数表换热器性能参数 条件热流体冷流体 工质11 号润滑油自来水 管程壳程管程 进口温度10015 出口温度4040 质量流量2.78kg/s3.43kg/s 流速0.2278m/s0.9964m/s 工作压力10000Pa30000Pa 平均换热温差34.4 传热系数327.8W/(m2*K) 换热面积31.1m2 换热量358000W附表二附表二.换热器规格参数表换热器规格参数表换热器规格参数 内管规格25*2.5mm 管长9m 管程数4 传热管总根数44 壳体内径325mm 壳体厚度8mm 折流板间距0.1625m 折流板数目44 管程接管内径100mm 壳程接管内径100mm图一图一.管程排列示意图管程排列示意图换热器设计 动力实 1001 朱妍6参考文献：参考文献：1 梁秀俊 叶学敏 李斌 刘彦丰热交换器设计指导书 华北电力大学 2 杨世铭 陶文铨 传热学 高等教育出版社图二图二.换热器外观示意图换热器外观示意图图一图一.换热器列管排列示意图换热器列管排列示意图
