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1、一、设计参数过热蒸汽压力 P1：0.35Mpa；入口温度 T1：250；出口温度 T2：138.89（查水和CoCo水蒸汽热力性质图表 P11） ；传热量 Q：375400kJ/h。冷却水压力 P2：0.7MPa；入口温度 t1：70；出口温度 t2（） ；水流量CoCom2：45320kg/h。水蒸汽走管程，设计温度定为 300，工作压力为 0.35Mpa（绝压） ；冷却水走壳程，Co设计温度定位 100，工作压力为 0.9Mpa（绝压） 。Co二、工艺计算 1.根据给定的工艺条件进行热量衡算根据给定的工艺条件进行热量衡算)tt ()()TT(1222212112111ppcmQhhmcmQ
2、查水和水蒸汽热力性质图表得0.3MPa，140，2738.79kJ/kgCo250，2967.88 kJ/kgCo0.4MPa, 150，2752.00 kJ/kgCo250，2964.50 kJ/kgCo采用插值法得到：0.35MPa 水蒸汽从 138.89到 250的焓变为：234.6 kJ/kgCoCohkghhQm/16006 .234/375400)/(1211由表得 70时水的比热为 4.187（【1】 化工原理P525 页）Co 2pcCkgJo/k98.7170187. 445320375400tt1 221 2pcmQCo平均温度45.19450289.38121TT21T2
3、1）（）（Co平均温度99.707098.7121tt21t21）（）（Co2. 管程、壳程流体的物性参数管程、壳程流体的物性参数0.35MPa，194.45时水蒸汽的物性参数：（【2】 水和水蒸汽热力性质图表CoP62， 【3】 化工原理P525 页）0.3MPa 190 比容 0.7009【2】，0.3MPa 200 比容 0.71635【2】，Cokgm3Cokgm30.4MPa 190 比容 0.52182【2】，0.4MPa 200 比容 0.53426【2】，Cokgm3Cokgm3由插值法得得：0.35MPa，194.45时水蒸汽的比容为 0.617566Cokgm3所以 0.3
4、5MPa，194.45时水蒸汽的密度为 1.6193Co3mkg190 粘度 0.144mPa/s，导热系数 1.065，比热容 4.459 【3】CoCmWoCkgkJo/200 粘度 0.136mPa/s，导热系数 1.076，比热容 4.505【3】CoCmWoCkgkJo/得：194.45时密度，粘度，导热系数Co3 16193. 1mkgs0.14mPa1；比热容CmWo0699. 11CkgkJcpo/479. 41588. 00699. 100014. 04479111 1p rcP0.7MPa，70.99时水的物性参数：（【4】 化工原理P525 页）Co70 密度 977.8
5、，粘度 0.406mPa/s，导热系数 0.668，比热容 4.187Co3mkgCmWo4CkgkJo/80 密度 971.8，粘度 0.355mPa/s，导热系数 0.675，比热容 4.195Co3mkgCmWo4CkgkJo/得：70.99时密度，粘度，导热系数Co3 271.926mkgs0.383mPa2；比热容CmWo671. 02CkgkJcpo/329. 42393. 2667. 0000383. 04329222 2rpcP3.初定换热器尺寸初定换热器尺寸 已知传热量 Q传热温差： 89.687089.1387098.7102.17898.7125089.138250112
6、1222121 ttTttttTTT）（）（）（）（=114.951212lntttttmCo（对错流、折流，要修正，）mt mtmtt1 .567098.7189.138250011. 0702507098.71RP12211112ttTTRtTttPt有关，与然后查图求得5（【5】 热交换原理与设计P296） 。0 . 1t95.11495.1140 . 1mtmttCo假定 K=756 （【6】 热交换原理与设计P286） ，则）CoW/(m2212.09544m95.114756 . 3375400mtKQA再估算管内流通截面： 假定7， （【7】 化工原理P199 页）smu/5 .
7、 812111 10.03229m5 . 86193. 136001600 3600umA再算管子个数：)m02. 0dm025. 0d2.525(4i012，因此由选定管子定，这里选iidAdn可得，取 n=105 根102.835202. 00.0322944221idAn求管子长度： ，取8， （【8】1.467448m025. 014. 310512.09544LodnA 5 . 1L GB151-1999） 由管子长度定管程数 N=1 （1.5，2.0，3.0，6）？ 估算壳体直径（内径）GB151-1999 中规定的标准尺寸有： 159、218、273、325、400、500、60
8、0、700、800、900、1000 等。 所以将 D 圆整到 D0=400mm，取壁厚 10mm，则 Di=380mm n=105 根 在 46 之间，符合要求。438. 05 . 1iDL9， （【9】GB151 P25）mm364163808238023iLbDD排管后得到实际管子数下的流通截面： 1A0.0329710502. 0414. 3422 1NndAi实际换热面积：11.5395) 1 . 05 . 1 (105025. 014. 3) 1 . 0(LndAo四、传热系数的计算 管内流体给热系数流速 8.324750.032976193. 136001600 3600 111
9、 1Amu雷诺数 753.925100014. 06193. 102. 08.3247111 1i eduR，流体处于过渡流，对流传热系数可先用湍流时的公式计算，然后1000020001eRi把算得的结果乘以修正系数10（【10】 化工原理姚玉英 P250、P254）计算给热系数 3 . 01118 . 01111 8 . 1153 . 01118 . 01111 i023. 0Re1061023. 0 piipiicud dcud d118.17120699. 100014. 04479 00014. 06193. 18.3247502. 002. 00699. 1023. 01925.75
10、310613 . 08 . 08 . 15i 管外流体给热系数 当量直径： A无折流板，流体平行于管子流动时 0.02013025. 0105025. 0105380. 02222 ooi ndndDdeB有折流板正三角形排列时 ooddtde 22 4234这里换热管外径为 25mm,故拉杆直径选 16mm,管壳直径为 400mm,根据 GB151 的规定， 拉杆数为 411（【11】GB151 P77） 。02013. 0025. 014. 3025. 0414. 3032. 023442342222 ooddtde管间流通截面：无折流板时 0.0917674025. 010538. 0
11、14. 3 422 22 2oindDA有折流板时 h折流板间距，为（0.51）Di，取 h=220mm tdhDAo i120.018288032. 0025. 0122. 0309. 012 tdhDAo i流速 0.1480330.09176771.926360045320 3600222 2Amu流速太小，需要加折流板。0.742830.01828871.926360045320 3600222 2Amu雷诺数 36180.79000383. 071.9260.7428302013. 0222 2deuRe给热系数：o4712.82805. 1393. 2000383. 071.926
12、0.74283025. 0025. 0671. 036. 0Pr36. 014. 03/155. 014. 03/1 255. 0222 wooooud d 总传热系数 K管内壁的污垢热阻，89.385524712.8281025. 002. 0025. 002. 0118.1712025. 0111o mioo moio i iioRdbRRddb ddRddKiR取12 （【12】 化工原理姚玉英 P385）4108598. 0w/m2Co管外壁的污垢热阻，取13 （【13】 化工原理姚玉英 oR4107197. 1w/m2CoP384）b 管壁厚度 0.005m管材导热系数为 47.27
13、14 （【13】 化工原理姚玉英 P362）CmWo管子平均直径md0.022407)020. 0/025. 0ln(020. 0025. 0)/ln(ioio mddddd传热面积10.1488295.114*6 . 3*89.38552375400mtKQA计符合要求计实1.1410.1488211.5395AA五、阻力计算 1管内阻力损失114 . 12)302. 05 . 1041. 0(2)3(2 112 11uNNFu dlppst ii式中：摩擦系数，对于0.0412.5250.046219取取取取取取取取取Ft结垢影响因数，对4 .5 .12.5251219ttFF取取取取取取
14、取取取Np管程数 Ns串联壳体数 2管间阻力损失 无折流板，流体沿轴线方向流动pstoNNFu delp2)3(2 22式中：摩擦系数，0.04Np壳程数管间流体流速2u当量直径，deoioioioindDndD dnDndD de 222244 有折流板sso BBcooNFu DhNNnFfp225 . 312 2 式中：oco oodnDhAAmu,360022 F管子排列的校正因数，对三角形排列 F0.5，正方形排列 F0.3，转置正方 形 F0.4阻力系数，of228. 025eoRfnc直径处的管子数NB折流板数 h 折流板间距 D 壳体内径 Fs结垢影响因数，对于液体 Fs1.15Ns串联壳体数结论结论
