毕业设计-换热器设计模版.doc

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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m2：45320kg/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，设计温度定位100，工作压力为0.9Mpa（绝压）。二、工艺计算1.根据给定的工艺条件进行热量衡算查水和水蒸汽热力性质图表得0.3MPa，140，2738.

2、79kJ/kg250，2967.88kJ/kg0.4MPa,150，2752.00kJ/kg250，2964.50kJ/kg采用插值法得到：0.35MPa水蒸汽从138.89到250的焓变为：234.6kJ/kg由表得70时水的比热为4.187（【1】《化工原理》P525页）平均温度平均温度2.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》P62，【3】《化工原理》P525页）0.3MPa190比容0.7009【2】，0.3MPa200

3、比容0.71635【2】，0.4MPa190比容0.52182【2】，0.4MPa200比容0.53426【2】，由插值法得得：0.35MPa，194.45时水蒸汽的比容为0.617566所以0.35MPa，194.45时水蒸汽的密度为1.6193190粘度0.144mPa/s，导热系数1.065，比热容4.459【3】200粘度0.136mPa/s，导热系数1.076，比热容4.505【3】得：194.45时密度，粘度，导热系数；比热容0.7MPa，70.99时水的物性参数：（【4】《化工原理

4、》P525页）70密度977.8，粘度0.406mPa/s，导热系数0.668，比热容4.187[4]80密度971.8，粘度0.355mPa/s，导热系数0.675，比热容4.195[4]得：70.99时密度，粘度，导热系数；比热容3.初定换热器尺寸①已知传热量Q传热温差：=114.95（对错流、折流，要修正，）然后查图求得[5]（【5】《热交换原理与设计》P296）。假定K=75[6]（【6】《热交换原理与设计》P286），则②再估算管内流通截面：假定[7]，（【7】《化工原理》P199页）

5、③再算管子个数：可得，取n=105根④求管子长度：，取[8]，（【8】GB151-1999）由管子长度定管程数N=1（1.5，2.0，3.0，6）？⑤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、600、700、800、900、1000等。所以将D圆整到D0=400mm，取壁厚10mm，则Di=380mmn=105根在4~6之间，符合要求。[9]，（【9】GB151P25）⑥排管后得到实际管子数下的流通截面：⑦实际换热面积：四、传热系

6、数的计算①管内流体给热系数流速雷诺数，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②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B．有折流板正三角形排列时这里换热管外径为25mm,故拉杆直径选16mm,管壳直径为400mm,根据GB151的规定，拉杆数为4[11]（【11】GB151P77）。管间流通截面：无折流板时有折流板时h——折流板间距，为（0.5～1）Di，取h=220

7、mm流速流速太小，需要加折流板。雷诺数给热系数：③总传热系数K——管内壁的污垢热阻，取[12]（【12】《化工原理》姚玉英P385）——管外壁的污垢热阻，取[13]（【13】《化工原理》姚玉英P384）b——管壁厚度0.005m——管材导热系数为47.27[14]（【13】《化工原理》姚玉英P362）——管子平均直径④传热面积五、阻力计算1．管内阻力损失式中：——摩擦系数，对于Ft——结垢影响因数，对Np——管程数Ns——串联壳体数2．管间阻力损失①无折流板，流体沿轴线方向流动式中：——摩擦系数

8、，Np——壳程数——管间流体流速——当量直径，②有折流板式中：F——管子排列的校正因数，对三角形排列F＝0.5，正方形排列F＝0.3，转置正方形F＝0.4——阻力系数，nc——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Fs＝1.15Ns——串联壳体数