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换热器设计本科生毕业论文

发布时间:2024-07-06 22:46:45

换热器设计本科生毕业论文

A -- 前端盖 是平盖管箱E -- 单体壳程T -- 可抽式浮头500 -- 壳体圆筒内直径 500mm,就是浮头式换热器设计,还是比较复杂的,我原来做过浮头式换热器的毕业论文,你有兴趣可以到我的文库去看看,仅供参考

这只是个模板,你还要自己修改数据,其中有些公式显示不出来。一.设计任务和设计条件某生产过程的流程如图所示,反应器的混合气体经与进料物流患热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h,压力为 ,循环冷却水的压力为 ,循环水的入口温度为29℃,出口温度为39℃ ,试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。物性特征:混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容 =℃热导率 =粘度循环水在34℃ 下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度二. 确定设计方案1. 选择换热器的类型两流体温的变化情况:热流体进口温度110℃ 出口温度60℃;冷流体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。2. 管程安排从两物流的操作压力看,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下贱,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。三. 确定物性数据定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为T= =85℃管程流体的定性温度为t= ℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容 =℃热导率 =粘度 =×10-5Pas循环水在34℃ 下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度 =×10-3Pas四. 估算传热面积1. 热流量Q1==227301××(110-60)=×107kj/h =.平均传热温差 先按照纯逆流计算,得=3.传热面积 由于壳程气体的压力较高,故可选取较大的K值。假设K=320W/(㎡k)则估算的传热面积为Ap=4.冷却水用量 m= =五. 工艺结构尺寸1.管径和管内流速 选用Φ25×较高级冷拔传热管(碳钢),取管内流速u1=。2.管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=按单程管计算,所需的传热管长度为L=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=7m,则该换热器的管程数为Np=传热管总根数 Nt=612×2=12243.平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数按式(3-13a)和式(3-13b)有 R=P=按单壳程,双管程结构,查图3-9得平均传热温差 ℃由于平均传热温差校正系数大于,同时壳程流体流量较大,故取单壳程合适。4.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形排列,隔板两侧采用正方形排列。见图3-13。取管心距t=,则 t=×25=≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式(3-16)计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。管数的分成方法,每程各有传热管612根,其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。5.壳体内径 采用多管程结构,壳体内径可按式(3-19)估算。取管板利用率η= ,则壳体内径为D=按卷制壳体的进级档,可取D=1400mm6.折流板 采用弓形折流板,去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为H=×1400=350m,故可 取h=350mm取折流板间距B=,则 B=×1400=420mm,可取B为450mm。折流板数目NB=折流板圆缺面水平装配,见图3-15。7.其他附件拉杆数量与直径按表3-9选取,本换热器壳体内径为1400mm,故其拉杆直径为Ф12拉杆数量不得少于10。壳程入口处,应设置防冲挡板,如图3-17所示。8.接管壳程流体进出口接管:取接管内气体流速为u1=10m/s,则接管内径为圆整后可取管内径为300mm。管程流体进出口接管:取接管内液体流速u2=,则接管内径为圆整后去管内径为360mm六. 换热器核算1. 热流量核算(1)壳程表面传热系数 用克恩法计算,见式(3-22)当量直径,依式(3-23b)得=壳程流通截面积,依式3-25 得壳程流体流速及其雷诺数分别为普朗特数粘度校正(2)管内表面传热系数 按式3-32和式3-33有管程流体流通截面积管程流体流速普朗特数(3)污垢热阻和管壁热阻 按表3-10,可取管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻按式3-34计算,依表3-14,碳钢在该条件下的热导率为50w/(m•K)。所以(4) 传热系数 依式3-21有(5)传热面积裕度 依式3-35可得所计算传热面积Ac为该换热器的实际传热面积为Ap该换热器的面积裕度为传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。2. 壁温计算因为管壁很薄,而且壁热阻很小,故管壁温度可按式3-42计算。由于该换热器用循环水冷却,冬季操作时,循环水的进口温度将会降低。为确保可靠,取循环冷却水进口温度为15℃,出口温度为39℃计算传热管壁温。另外,由于传热管内侧污垢热阻较大,会使传热管壁温升高,降低了壳体和传热管壁温之差。但在操作初期,污垢热阻较小,壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中,应该按最不利的操作条件考虑,因此,取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。于是,按式4-42有式中液体的平均温度 和气体的平均温度分别计算为×39+×15=℃(110+60)/2=85℃5887w/㎡•㎡•k传热管平均壁温℃壳体壁温,可近似取为壳程流体的平均温度,即T=85℃。壳体壁温和传热管壁温之差为 ℃。该温差较大,故需要设温度补偿装置。由于换热器壳程压力较大,因此,需选用浮头式换热器较为适宜。3.换热器内流体的流动阻力(1)管程流体阻力, ,由Re=35002,传热管对粗糙度,查莫狄图得 ,流速u=,,所以,管程流体阻力在允许范围之内。(2)壳程阻力 按式计算, ,流体流经管束的阻力F=×××(14+1)× =75468Pa流体流过折流板缺口的阻力, B= , D=总阻力75468+43218=× Pa由于该换热器壳程流体的操作压力较高,所以壳程流体的阻力也比较适宜。(3)换热器主要结构尺寸和计算结果见下表:参数 管程 壳程流率 898560 227301进/出口温度/℃ 29/39 110/60压力/MPa 物性 定性温度/℃ 34 85密度/(kg/m3) 90定压比热容/[kj/(kg•k)] 粘度/(Pa•s) ××热导率(W/m•k) 普朗特数 设备结构参数 形式 浮头式 壳程数 1壳体内径/㎜ 1400 台数 1管径/㎜ Φ25× 管心距/㎜ 32管长/㎜ 7000 管子排列 △管数目/根 1224 折流板数/个 14传热面积/㎡ 673 折流板间距/㎜ 450管程数 2 材质 碳钢主要计算结果管程 壳程流速/(m/s) 表面传热系数/[W/(㎡•k)] 5887 污垢热阻/(㎡•k/W) 阻力/ MPa 热流量/KW 10417传热温差/K 传热系数/[W/(㎡•K)] 400裕度/% 七. 参考文献:1. 刘积文主编,石油化工设备及制造概论,哈尔滨;哈尔滨船舶工程学院出版社,1989年。2. ——84机械制图图纸幅面及格式3. GB150——98钢制压力容器4. 机械工程学会焊接学会编,焊接手册,第3卷,焊接结构,北京;机械工业出版社 1992年。5. 杜礼辰等编,工程焊接手册,北京,原子能出版社,19806. 化工部六院编,化工设备技术图样要求,化学工业设备设计中心站,1991年。

冷却器, 开题报告冷却器开题报告榆林学院毕业设计(论文)开题报告题目学生姓名学号院(系)专业指导教师报告日期煤油卧式列管式冷却器的设计杨海涛 0906250117 化学与化工学院过程装备与控制工程高勇 2013 年3月 14日篇二:换热器毕业设计开题报告生毕业论文(设计)开题报告表说明:1、论文( 设计) 类型:a—理论研究;b—应用研究; c—设计等; 2 、论文(设计)来源:指来源于科研项目、生产/ 社会实际、教师选题或其他(学生自拟)等; 3、各项栏目空格不够, 可自行扩大。篇三: 换热器开题报告毕业设计开题报告篇四:开题报告一. 设计背景换热器是化工、石油、钢铁、汽车、食品及其他许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。尤其在化工生产中,换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等, 应用甚为广泛。二十世纪 20 年代出现板式换热器, 并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。 30 年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。 30 年代末, 瑞典又制造出第一台板壳式换热器, 用于纸浆工厂。在此期间, 为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。 60 年代左右, 由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善, 从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自 60 年代开始, 为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要, 典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。 70 年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。近年来,随着我国石化、钢铁等行业的快速发展, 换热器的需求水平大幅上涨, 但国内企业的供给能力有限, 导致换热器行业呈现供不应求的市场状态,巨大的供给缺口需要进口来弥补。我国出口的换热器均价平均不到进口均价的一半, 2005 年更是降到了 25 %以下。可以想见, 我国出口的产品多是附加值低的中、低端产品,而进口的产品多是附加值高的高端产品。这充分说明我国对高端换热器产品需求旺盛但供给不足的市场现状。预计“十一五”期间, 我国的换热器进口规模还将维持在一个相对较高的水平(约 200 ~ 300 万台之间), 且更加向高端产品集中。二. 选题目的和意义换热器的应用广泛,日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等, 都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。一般换热器都用金属材料制成,其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器; 不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外, 奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料;铜、铝及其合金多用于制造低温换热器;镍合金则用于高温条件下; 非金属材料除制作垫片零件外, 有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器, 如石墨换热器、***塑料换热器和玻璃换热器等。由于制造工艺和科学水平的限制,早期的换热器只能采用简单的结构,而且传热面积小、体积大和笨重,如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展,逐步形成一种管壳式换热器,它不仅单位体积具有较大的传热面积,而且传热效果也较好,长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。未来, 国内市场需求将呈现以下特点:对产品质量水平提出了更高的要求,如环保、节能型产品将是今后发展的重点;要求产品性价比提高;对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈;逐渐注意品牌产品的选用;大工程项目青睐大企业或企业集团产品。国内经济发展带来的良好机遇,以及进口产品巨大的可转化性共同预示着我国换热器行业良好的发展前景。同时,行业发展必须要注重高端产品的研发。三. 国内外发展动态一、国外有关研究的综述对国外换热器市场的调查表明,管壳式换热器占 64% 。虽然各种板式换热器的竞争力在上升, 但管壳式换热器仍将占主导地位。随着动力、石油化工工业的发展,其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。而换热器在结构方面也有不少新的发展。现就几种新型换热器的特点简介如下: 1 、气动喷涂翅片管换热器俄罗斯提出了一种先进方法,即气动喷涂法,来提高翅片化表面的性能。其实质是采用高速的冷的或稍微加温的含微粒的流体给翅片表面喷镀粉末粒子。用该方法不仅可喷涂金属还能喷涂合金和陶瓷( 金属陶瓷混合物), 从而得到各种不同性能的表面。气动喷涂法不但可用于成型,还可用来将按普通方法制造的翅片固定在换热器管子的表面上,也可用来对普通翅片的底面进行补充加固。可以预计,气动喷涂法在紧凑高效换热器的生产中,将会得到点击阅读更多下载得到文件列表冷却器,开题报告相关文档F220浮头式柴油冷却器设计开题报告热度: 冷却器,开题报告热度: 冷却器设计-过控毕业设计开题报告热度: 冷却器开题报告(共10篇)热度: 冷却器,开题报告热度: 基于plc设计变压器冷却开题报告1热度: 开题报告 蒸发冷却空调热度: 冷却器设计-过控毕业设计开题报告热度: 冷却器,开题报告热度: 开题报告--200号油冷却器机械设计热度: 分享好友收藏文档

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换热器设计毕业论文

浮头式换热器浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。新型浮头式换热器浮头端结构,它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成,其特征是:在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面,并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布,浮头处取消钩圈及相关零部件,浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心,半径稍大于管束外径的梯型凹槽,且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通,而不与凹型槽相连通;在凹型和梯型凹槽之间钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布,设浮头法兰为凸型和梯型凸台双密封,分程隔板与梯型凸台相通并位于同一端面的宽面法兰,且凸型和梯型凸台及分程隔板分别与浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相对应匹配,该浮头法兰与无折边球面封头组配焊接为浮头盖,其法兰螺孔与浮头管板的丝孔或螺杆相组配,用螺栓或螺帽紧固压紧浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其垫片,该结构必要时可适当加大浮头管板的厚度和直径及圆筒的内径,同时相应变更加大相关零部件的尺寸;另配置一无外力辅助钢圈,其圈体内径大于浮头管板外径,钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面凹型或梯型密封面连接并密封,另一端设法兰或其他结构与浮头管板原凹型槽及其垫片或外圆密封。浮头换热器的特点:浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间,另一端管板可以在壳体内自由移动,这个特点在现场能看出来。这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由的,管束可以抽出,便于清洗管间和管内。其缺点是结构复杂,造价高(比固定管板高20%),在运行中浮头处发生泄漏,不易检查处理。浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。

A -- 前端盖 是平盖管箱E -- 单体壳程T -- 可抽式浮头500 -- 壳体圆筒内直径 500mm,就是浮头式换热器设计,还是比较复杂的,我原来做过浮头式换热器的毕业论文,你有兴趣可以到我的文库去看看,仅供参考

过程装备及控制专业,化工机械专业

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蛇管式换热器设计毕业论文

我毕业论文做的事机车散热器的。。他的总传热面积计算一般有经验公式。。但是经验公式很难找到。。你可以利用所算的换热器的试验曲线查得。。比如《柴油机设计手册》500页就有柴油机和内燃机车的散热器传热系数的试验数据!

这个问题专业,但也是基础的。下面引用《热交换设计》(王启川)一书的内容来解答。

计算平均温度差,并根据温度差校正系数不小于的原则,确定壳程数或调整加热介质或冷却介质的终温

这个说法是错误的。蛇管式换热器的优点是传热膜系数大。拓展资料蛇管式换热器是由金属或非金属管子,按需要弯曲成所需的形状,如圆形、螺旋形和长的蛇形管。它是最早出现的一种换热设备,具有结构简单和操作方便等优点。按使用状态不同,蛇管式换热器又可分为沉浸式蛇管和喷淋式蛇管两种。沉浸式蛇管换热器:蛇管多以金属管子弯绕而成,或由弯头、管件和直管连接组成,也可制成适合不同设备形状要求的蛇管。使用时沉浸在盛有被加热或被冷却介质的容器中,两种流体分别在管内、外进行换热。它的特点:结构简单,造价低廉,操作敏感性较小,管子可承受较大的流体介质压力。但是,由于管外流体的了流速很小,因而传热系数小,传热效率低,需要的传热面积大,设备显得笨重。沉浸式蛇管换热器常用于高压流体的冷却,以及反应器的传热元件。喷淋式蛇管换热器:将蛇管成排的固定在钢架上,被冷却的流体在管内流动,冷却水由管排上方的喷淋装置均匀淋下。与沉浸式相比较,喷淋式蛇管换热器主要优点是管外流体的传热系数大,且便于检修和清洗。其缺点是体积庞大,冷却水用量较大,有时喷淋效果不够理想。

管程式换热器设计毕业论文

进出口温度要对方给定的,在算金属壁温要用下的。没有特殊规定外,你也可以查找 HG20580-2011 钢制化工容器设计基础规定,里面有。

固定板管式和管壳式换热器都是属于列管式换热器的,这是一个大的分类。

设计温度在计算过程中有用处么 我知道的内容,也就这么多你怎么看待的

我给你发过去了,剩下的自己看着画吧,你不能自己一点不动手,只能帮你到这了,不过提醒你下,你这个设计的有问题,自己看图就明白了

管壳式换热器详细设计毕业论文

这只是个模板,你还要自己修改数据,其中有些公式显示不出来。不明白的问我。qq83229427一.设计任务和设计条件 某生产过程的流程如图所示,反应器的混合气体经与进料物流患热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h,压力为 ,循环冷却水的压力为 ,循环水的入口温度为29℃,出口温度为39℃ ,试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。 物性特征: 混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值): 密度 定压比热容 =℃ 热导率 = 粘度 循环水在34℃ 下的物性数据: 密度 =㎏/m3 定压比热容 =℃ 热导率 =℃ 粘度 二. 确定设计方案 1. 选择换热器的类型 两流体温的变化情况:热流体进口温度110℃ 出口温度60℃;冷流体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。 2. 管程安排 从两物流的操作压力看,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下贱,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。 三. 确定物性数据 定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为 T= =85℃ 管程流体的定性温度为 t= ℃ 根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。 混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值): 密度 定压比热容 =℃ 热导率 = 粘度 =×10-5Pas 循环水在34℃ 下的物性数据: 密度 =㎏/m3 定压比热容 =℃ 热导率 =℃ 粘度 =×10-3Pas 四. 估算传热面积 1. 热流量 Q1= =227301××(110-60)=×107kj/h = 2.平均传热温差 先按照纯逆流计算,得 = 3.传热面积 由于壳程气体的压力较高,故可选取较大的K值。假设K=320W/(㎡k)则估算的传热面积为 Ap= 4.冷却水用量 m= = 五. 工艺结构尺寸 1.管径和管内流速 选用Φ25×较高级冷拔传热管(碳钢),取管内流速u1=。 2.管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数 Ns= 按单程管计算,所需的传热管长度为 L= 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=7m,则该换热器的管程数为 Np= 传热管总根数 Nt=612×2=1224 3.平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数按式(3-13a)和式(3-13b)有 R= P= 按单壳程,双管程结构,查图3-9得 平均传热温差 ℃ 由于平均传热温差校正系数大于,同时壳程流体流量较大,故取单壳程合适。 4.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形排列,隔板两侧采用正方形排列。见图3-13。 取管心距t=,则 t=×25=≈32㎜ 隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式(3-16)计算 S=t/2+6=32/2+6=22㎜ 各程相邻管的管心距为44㎜。 管数的分成方法,每程各有传热管612根,其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。 5.壳体内径 采用多管程结构,壳体内径可按式(3-19)估算。取管板利用率η= ,则壳体内径为 D= 按卷制壳体的进级档,可取D=1400mm 6.折流板 采用弓形折流板,去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为 H=×1400=350m,故可 取h=350mm 取折流板间距B=,则 B=×1400=420mm,可取B为450mm。 折流板数目NB= 折流板圆缺面水平装配,见图3-15。 7.其他附件 拉杆数量与直径按表3-9选取,本换热器壳体内径为1400mm,故其拉杆直径为Ф12拉杆数量不得少于10。 壳程入口处,应设置防冲挡板,如图3-17所示。 8.接管 壳程流体进出口接管:取接管内气体流速为u1=10m/s,则接管内径为 圆整后可取管内径为300mm。 管程流体进出口接管:取接管内液体流速u2=,则接管内径为 圆整后去管内径为360mm 六. 换热器核算 1. 热流量核算 (1)壳程表面传热系数 用克恩法计算,见式(3-22) 当量直径,依式(3-23b)得 = 壳程流通截面积,依式3-25 得 壳程流体流速及其雷诺数分别为 普朗特数 粘度校正 (2)管内表面传热系数 按式3-32和式3-33有 管程流体流通截面积 管程流体流速 普朗特数 (3)污垢热阻和管壁热阻 按表3-10,可取 管外侧污垢热阻 管内侧污垢热阻 管壁热阻按式3-34计算,依表3-14,碳钢在该条件下的热导率为50w/(m•K)。所以 (4) 传热系数 依式3-21有 (5)传热面积裕度 依式3-35可得所计算传热面积Ac为 该换热器的实际传热面积为Ap 该换热器的面积裕度为 传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。 2. 壁温计算 因为管壁很薄,而且壁热阻很小,故管壁温度可按式3-42计算。由于该换热器用循环水冷却,冬季操作时,循环水的进口温度将会降低。为确保可靠,取循环冷却水进口温度为15℃,出口温度为39℃计算传热管壁温。另外,由于传热管内侧污垢热阻较大,会使传热管壁温升高,降低了壳体和传热管壁温之差。但在操作初期,污垢热阻较小,壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中,应该按最不利的操作条件考虑,因此,取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。于是,按式4-42有 式中液体的平均温度 和气体的平均温度分别计算为 ×39+×15=℃ (110+60)/2=85℃ 5887w/㎡•k ㎡•k 传热管平均壁温 ℃ 壳体壁温,可近似取为壳程流体的平均温度,即T=85℃。壳体壁温和传热管壁温之差为 ℃。 该温差较大,故需要设温度补偿装置。由于换热器壳程压力较大,因此,需选用浮头式换热器较为适宜。 3.换热器内流体的流动阻力 (1)管程流体阻力 , , 由Re=35002,传热管对粗糙度,查莫狄图得 ,流速u=, ,所以, 管程流体阻力在允许范围之内。 (2)壳程阻力 按式计算 , , 流体流经管束的阻力 F= ×××(14+1)× =75468Pa 流体流过折流板缺口的阻力 , B= , D= Pa 总阻力 75468+43218=× Pa 由于该换热器壳程流体的操作压力较高,所以壳程流体的阻力也比较适宜。 (3)换热器主要结构尺寸和计算结果见下表: 参数 管程 壳程 流率 898560 227301 进/出口温度/℃ 29/39 110/60 压力/MPa 物性 定性温度/℃ 34 85 密度/(kg/m3) 90 定压比热容/[kj/(kg•k)] 粘度/(Pa•s) × × 热导率(W/m•k) 普朗特数 设备结构参数 形式 浮头式 壳程数 1 壳体内径/㎜ 1400 台数 1 管径/㎜ Φ25× 管心距/㎜ 32 管长/㎜ 7000 管子排列 △ 管数目/根 1224 折流板数/个 14 传热面积/㎡ 673 折流板间距/㎜ 450 管程数 2 材质 碳钢 主要计算结果 管程 壳程 流速/(m/s) 表面传热系数/[W/(㎡•k)] 5887 污垢热阻/(㎡•k/W) 阻力/ MPa 热流量/KW 10417 传热温差/K 传热系数/[W/(㎡•K)] 400 裕度/% 七. 参考文献: 1. 刘积文主编,石油化工设备及制造概论,哈尔滨;哈尔滨船舶工程学院出版社,1989年。 2. ——84机械制图图纸幅面及格式 3. GB150——98钢制压力容器 4. 机械工程学会焊接学会编,焊接手册,第3卷,焊接结构,北京;机械工业出版社 1992年。 5. 杜礼辰等编,工程焊接手册,北京,原子能出版社,1980 6. 化工部六院编,化工设备技术图样要求,化学工业设备设计中心站,1991年。

现在大部分设计制造厂家都是使用换热软件如ASPEN、HTRI,强度计算软件SW6进行换热器的设计,当然手算的也有 毕竟想认真做的话这玩意很麻烦,只能给你指条明路了,新浪爱问 《Chemical Engineer Design》

管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。 结构 由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。

板换的选型时一般有以下几个参数:1、功率,就是多少KW。2、一次侧的进出口温度。3、二次侧的进出口温度。这五个参数有了以后就可以进行选型了。另外有的厂家可能要一次侧和二次侧的流量,其实只要知道一次侧和二次侧的温度了就能算出流量来。

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