卧式油-油固定管板换热器设计

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1、第三章设计说明书3、1传热工艺计算3.1.1原始数据壳程柴油的进口温度壳程柴油的工作压力管程原油的进口温度管程原油的出口温度管程原油的工作压力壳程柴油的流量管程原油的流量3.1.2定性温度及物性参数管程原油定性温度=90管程原油密度查物性表得=815管程原油比热查物性表得=2.2管程原油导热系数查物性表得=0.128管程原油的粘度=310-3Pa.s管程原油普朗特数查物性表得Pr2=51.56壳程柴油密度查物性表得壳程柴油比热查物性表得壳程柴油导热系数查物性表得壳程柴油黏度壳程柴油普朗特数查物性表得Pr1=1000×μ1×Cp1／λ1=11.933.1.3传热量与柴油的出口温度及柴油的定性温

2、度取定换热效率为则设计传热量则柴油的出口温度壳程柴油定性温度==175+0.3(175－130)=188.53.1.4有效平均温度=参数P：参数R：换热器按单壳程双管程设计，则查《管壳式换热器原理与设计》图2-6（a）得：温差校正系数：有效平均温差：3.1.5管程换热系数计算参考表2—7《管壳式换热器原理与计算》初选传热系数：则初选传热面积为：选用不锈钢的无缝钢管作换热管。则管子外径管子内径管子长度则所需换热管根数：=405.1可取换热管根数为406根则管程流通面积为（两管程）管程流速为：管程质量流速为：管程雷诺数为管程传热系数为：3.1.6结构的初步设计：查GB151—1999知管间距按取

3、：管间距为：S=1.25×0.019=0.025m管束中心排管数为：取22根则壳体内径为：故内径为0.7m则内径比为（合理）折流板由书可知可以选择弓形折流板。则弓形折流板的弓高为：折流板间距为：折流板数量为：取6块3.1.7壳程换热系数计算壳程流通面积为：壳程流速为：壳程质量流速为：壳程当量直径为：壳程雷诺数为：切去弓形面积所占比例按查得为0.145壳程传热因子由《管壳式换热器原理与设计》书图2-12可查得：管外壁温度假定值为：壁温下油的黏度为：黏度修正系数为：壳程换热系数为：3.1.8传热系数计算查GB151—1999书第138页可知：壳程选用柴油、管程选用原油则油侧污垢热阻为：由于管壁比

4、较薄，管壳层阻力损失都不超过0.3×103N/m3所以管壁的热阻可以忽略不计。所以可以计算出总传热系数为：则传热系数比为：(合理)所以假设合理。3.1.9管壁温度计算管外壁热流温度计算为：管外壁温度为：误差校核：因为误差不大，所以合适。3.1.10管程压降计算壁温下油的黏度为：黏度修正系数：查得管程摩擦系数为：管程数管内沿程压为：回弯压降为：取出口处质量流速为：进出口管处压降为：管程污垢校正系数为：则管程压降：3.1.11壳程压降计算壳程当量直径为：=0.0445m壳程雷诺数为：经查壳程的摩擦系数为：管束压降为：取进口管处质量流速为：取进口管压降为：取导流板阻力系数为：导流板压降为：壳程结垢

5、修正系数壳程压降为：管程、壳程允许压降为：符合压降条件3、2强度计算3.2.1换热管材料及规格的选择和根数确定序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1换热管外径GB151--1999《管壳式换热器》192管长GB151--1999《管壳式换热器》30003传热面积《管壳式换热器设计原理》72.544换热管根数个4065拉杆个GB151---1999《管壳式换热器》表43.4412/86材料GB150-1998《钢制压力容器》20#3.2.2管子的排列方式1正三角形排列GB151-1999《管壳式换热器》图112换热管中心距GB151-1999《管壳式换热器》253隔板板槽两侧相邻中心距GB1

6、51-1999《管壳式换热器》383.2.3确定筒体直径1换热管中心距GB151-1999《管壳式换热器》表12252换热管根数根4063分程隔板厚同上104管束中心排管的管数根同上225筒体直径同上6016实取筒体直径考虑防冲板向上取7003.2.4筒体壁厚的确定序号项目符号单位数据来源及计算公式结果1工作压力给定1.62材料GB150-1998《钢制压力容器》Q345R3材料许用应力GB150-1998《钢制压力容器》1704焊接接头系数《过程装备设计》0.855壳程设计压力1.766筒体计算厚度4.37设计厚度6.38名义厚度7.39实取名义厚度GB151-1999《管壳式换热器》表8

7、810负偏差《过程装备设计》111腐蚀余量《过程装备设计》212计算厚度513设计厚度下圆筒的计算应力12514校核179.8合格15设计温度下圆筒的最大许用工作压力2.053.2.5液压试验序号项目符号单位根据来源及计算公式数值1试验压力2.22圆筒薄膜应力155.13校核合格3.2.6封头厚度的计算序号项目符号单位根据来源及计算公式数值1设计压力1.762材料GB150-1998《钢制压力容器》Q345R