我正在修化工原理,刚学到那章,我觉得我们课本不错,是天津大学出的《化工原理》里面有详细介绍。LZ试
产品名称:列管式换热器产品介绍:列管式换热器(又名列管式冷凝器),按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热面积1~500m2,可根据用户需要定制。产品名称:浮头式标准系列换热器产品介绍:浮头式换热器其一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的,故当两种介质的温差较大时,管束与壳体之间不会产生温差应力。浮头端设计成可拆结构,使管束可以容易地插入或抽出,这样为检修和清洗提供了方便。这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大,而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。
下列转载的文章供你参考:列管式换热器的设计和选用(1) 列管式换热器的设计和选用应考虑的问题◎ 冷、热流体流动通道的选择具体选择冷、热流体流动通道的选择在换热器中,哪一种流体流经管程,哪一种流经壳程,下列几点可作为选择的一般原则:a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程,因管内清洗方便。b) 腐蚀性流体宜在管程,以免管束和壳体同时受到腐蚀。c) 压力高的流体宜在管内,以免壳体承受压力。d) 饱和蒸汽宜走壳程,因饱和蒸汽比较清洁,表面传热系数与流速无关,而且冷凝液容易排出。e) 流量小而粘度大( )的流体一般以壳程为宜,因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是绝对的,如流动阻力损失允许,将这类流体通入管内并采用多管程结构,亦可得到较高的表面传热系数。f) 若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将表面传热系数大的流体通入壳程,以减小热应力。g) 需要被冷却物料一般选壳程,便于散热。以上各点常常不可能同时满足,应抓住主要方面,例如首先从流体的压力、防腐蚀及清洗等要求来考虑,然后再从对阻力降低或其他要求予以校核选定。◎ 流速的选择常用流速范围流速的选择流体在管程或壳程中的流速,不仅直接影响表面传热系数,而且影响污垢热阻,从而影响传热系数的大小,特别对于含有泥沙等较易沉积颗粒的流体,流速过低甚至可能导致管路堵塞,严重影响到设备的使用,但流速增大,又将使流体阻力增大。因此选择适宜的流速是十分重要的。根据经验,表及表列出一些工业上常用的流速范围,以供参考。表 列管换热器内常用的流速范围流体种类流速 m/s管程壳程一般液体宜结垢液体气 体~>15~~>~15表 液体在列管换热器中流速(在钢管中)液体粘度 最大流速 m/s>15001000~500500~100100~5335~1>◎ 流动方式的选择流动方式选择流动方式的选择除逆流和并流之外,在列管式换热器中冷、热流体还可以作各种多管程多壳程的复杂流动。当流量一定时,管程或壳程越多,表面传热系数越大,对传热过程越有利。但是,采用多管程或多壳程必导致流体阻力损失,即输送流体的动力费用增加。因此,在决定换热器的程数时,需权衡传热和流体输送两方面的损失。当采用多管程或多壳程时,列管式换热器内的流动形式复杂,对数平均值的温差要加以修正,具体修正方法见节。◎ 换热管规格和排列的选择具体选择 换热管规格和排列的选择换热管直径越小,换热器单位体积的传热面积越大。因此,对于洁净的流体管径可取小些。但对于不洁净或易结垢的流体,管径应取得大些,以免堵塞。考虑到制造和维修的方便,加热管的规格不宜过多。目前我国试行的系列标准规定采用 和 两种规格,对一般流体是适应的。此外,还有 ,φ57×的无缝钢管和φ25×2, 的耐酸不锈钢管。按选定的管径和流速确定管子数目,再根据所需传热面积,求得管子长度。实际所取管长应根据出厂的钢管长度合理截用。我国生产的钢管长度多为6m、9m,故系列标准中管长有,2,3,,6和9m六种,其中以3m和6m更为普遍。同时,管子的长度又应与管径相适应,一般管长与管径之比,即L/D约为4~6。 管子的排列方式有等边三角形和正方形两种(图,图)。与正方形相比,等边三角形排列比较紧凑,管外流体湍动程度高,表面传热系数大。正方形排列虽比较松散,传热效果也较差,但管外清洗方便,对易结垢流体更为适用。如将正方形排列的管束斜转45°安装(图),可在一定程度上提高表面传热系数。 图 管子在管板上的排列◎ 折流挡板 折流挡板间距的具体选择折流挡板安装折流挡板的目的是为提高管外表面传热系数,为取得良好的效果,挡板的形状和间距必须适当。对圆缺形挡板而言,弓形缺口的大小对壳程流体的流动情况有重要影响。由图可以看出,弓形缺口太大或太小都会产生"死区",既不利于传热,又往往增加流体阻力。 a.切除过少b.切除适当 c.切除过多图挡板切除对流动的影响挡板的间距对壳体的流动亦有重要的影响。间距太大,不能保证流体垂直流过管束,使管外表面传热系数下降;间距太小,不便于制造和检修,阻力损失亦大。一般取挡板间距为壳体内径的~倍。我国系列标准中采用的挡板间距为:固定管板式有100,150,200,300,450,600,700mm七种 浮头式有100,150,200,250,300,350,450(或480),600mm八种。(2)流体通过换热器时阻力的计算换热器管程及壳程的流动阻力,常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时,则应修改设计参数或重新选择其他规格的换热器。按一般经验,对于液体常控制在104~105Pa范围内,对于气体则以103~104Pa为宜。此外,也可依据操作压力不同而有所差别,参考下表。换热器操作允许压降△P换热器操作压力P(Pa)允许压降△P<105 (绝对压力)0~105 (表压)>105 (表压)>5×104 Pa◎ 管程阻力管程阻力可按一般摩擦阻力计算式求得。具体计算公式管程阻力损失管程阻力损失可按一般摩擦阻力计算式求得。但管程总的阻力 应是各程直管摩擦阻力 、每程回弯阻力 以及进出口阻力 三项之和。而 相比之下常可忽略不计。因此可用下式计算管程总阻力损失 : 式中 每程直管阻力 ;每程回弯阻力 ;Ft-结构校正系数,无因次,对于 的管子,Ft=,对于 的管子Ft=;Ns-串联的壳程数,指串联的换热器数;Np-管程数;由此式可以看出,管程的阻力损失(或压降)正比于管程数Np的三次方,即 ∝ 对同一换热器,若由单管程改为两管程,阻力损失剧增为原来的8倍,而强制对流传热、湍流条件下的表面传热系数只增为原来的倍;若由单管程改为四管程,阻力损失增为原来的64倍,而表面传热系数只增为原来的3倍。由此可见,在选择换热器管程数目时,应该兼顾传热与流体压降两方面的得失。◎ 壳程阻力对于壳程阻力的计算,由于流动状态比较复杂,计算公式较多,计算结果相差较大。 埃索法计算公式壳程阻力损失对于壳程阻力损失的计算,由于流动状态比较复杂,提出的计算公式较多,所得计算结果相差不少。下面为埃索法计算壳程阻力损失的公式: 式中 -壳程总阻力损失, ; -流过管束的阻力损失, ; -流过折流板缺口的阻力损失, ;Fs-壳程阻力结垢校正系数,对液体可取Fs=,对气体或可凝蒸汽取Fs=;Ns-壳程数;又管束阻力损失 折流板缺口阻力损失 式中 -折流板数目; -横过管束中心的管子数,对于三角形排列的管束, ;对于正方形排列的管束, , 为每一壳程的管子总数;B-折流板间距,m;D-壳程直径,m; -按壳程流通截面积或按其截面积 计算所得的壳程流速,m/s;F-管子排列形式对压降的校正系数,对三角形排列F=,对正方形排列F=,对正方形斜转45°,F=04; -壳程流体摩擦系数,根据 ,由图求出(图中t为管子中心距),当 亦可由下式求出: 因 , 正比于 ,由式可知,管束阻力损失 ,基本上正比于 ,即 ∝ 若挡板间距减小一半, 剧增8倍,而表面传热系数 只增加倍。因此,在选择挡板间距时,亦应兼顾传热与流体压降两方面的得失。同理,壳程数的选择也应如此。 图 壳程摩擦系数f0与Re0的关系列管式换热器的设计和选用(续)(3)列管式换热器的设计和选用的计算步骤设有流量为去qm,h的热流体,需从温度T1冷却至T2,可用的冷却介质入口温度t1,出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程: 当Q和 已知时,要求取传热面积A必须知K和 则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。可见,在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下,选用或设计换热器必须通过试差计算,按以下步骤进行。◎ 初选换热器的规格尺寸◆ 初步选定换热器的流动方式,保证温差修正系数 大于,否则应改变流动方式,重新计算。◆ 计算热流量Q及平均传热温差△tm,根据经验估计总传热系数K估,初估传热面积A估。◆ 选取管程适宜流速,估算管程数,并根据A估的数值,确定换热管直径、长度及排列。 ◎ 计算管、壳程阻力 在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上,就可以计算管、壳程流速和阻力,看是否合理。或者先选定流速以确定管程数NP和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时NP与B是可以调整的参数,如仍不能满足要求,可另选壳径再进行计算,直到合理为止。◎ 核算总传热系数分别计算管、壳程表面传热系数,确定污垢热阻,求出总传系数K计,并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多,应重新估算。◎ 计算传热面积并求裕度根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△tm,由总传热速率方程计算传热面积A0,一般应使所选用或设计的实际传热面积AP大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右,裕度的计算式为: 换热器的传热强化途径如欲强化现有传热设备,开发新型高效的传热设备,以便在较小的设备上获得更大的生产能力和效益,成为现代工业发展的一个重要问题。依总传热速率方程: 强化方法:提高 K、A、 均可强化传热。◎提高传热系数K 热阻主要集中于 较小的一侧,提高 小的一侧有效。◆ 降低污垢热阻◆ 提高表面传热系数 提高 的方法:无相变化传热:1) 加大流速;2)人工粗造表面; 3)扰流元件。 有相变化传热:蒸汽冷凝 :1)滴状冷凝, 2)不凝气体排放,3)气液流向一致 , 4)合理布置冷凝面, 5)利用表面张力 (沟槽 ,金属丝)液体沸腾: 1)保持核状沸腾,2) 制造人工表面,增加汽化核心数。◎ 提高传热推动力 加热蒸汽P , ◎ 改变传热面积A 关于传热面积A的改变,不以增加换热器台数,改变换热器的尺寸来加大传热面积A,而是通过对传热面的改造,如开槽及加翅片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热过程。
按照GB151,对照例题设计好了。说明书自己画一个就完事了,很简单的。
Commercial mode comparative study of the online education game Summary The mankind has already entered the era of Internet, but quite a lot of teenagers do not understand how to utilize the resources of the network, they neglect time in the network game of the form. In the face of such a predicament, both personage of education circle and network game runs the commercial city and should bear responsibility - -Then someone has proposed creatively " The educating type network game " This concept. Always there is wide gap difficult to mediate between the games to but educate and amuse seriously, if can deal with these contradictions creatively, it is not merely a kind of break-through in the education circle, let ten million teenagers can enjoy happy learning process, can let game operator while obtaining reputation from China profit too. The first part of this text has probed into the current situation of the online education game and development prospect in our country, put forward the problem faced; Part two Sketch the commercial mode and concept of the key element, thus make it lead to analysis on educational game of network; Part three Have analyzed and compared several domestic characteristic educational games of network, stress the place of its commercial mode's quality; Summarize and look into the distance finally, attempt in order to look for some of good combination to offer reference basis and theory to support among the network, education, game and commerce. Commercial mode of the keyword; Education; Network game请采纳。
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。
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。
过程装备及控制专业,化工机械专业
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
好的,我 。做,。 来。 做。
好的,我 。做,。 来。 做。
你这是平盖型的单壳程浮头式换热器(U型管)它的公称直径是500mm
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
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。
绪论我觉得应该介绍下换热器的用途及意义,以及换热器的发展状况及类型,最后着重介绍你设计的那种换热器的优点。
你是学习什么的,不懂可以问我