换热器计算步骤.docVIP

第2章 工艺计算 2.1设计原始数据 表2—1 名称 设计压力 设计温度 介质 流量 容器类别 设计规范 单位 Mpa ℃ / Kg/h / / 壳侧 7.22 420/295 蒸汽、水 III GB150 管侧 28 310/330 水 600 GB150 2.2 管壳式换热器传热设计基本步骤 了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。 （3）确定流体进入的空间 （4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 （5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核 （6）选取管径和管内流速 （7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核 （8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍 （9）选取管长 （10）计算管数 （11）校核管内流速，确定管程数 （12）画出排管图，确定壳径和壳程挡板形式及数量等 （13）校核壳程对流传热系数 （14）校核平均温度差 （15）校核传热面积 （16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。 2.3 确定物性数据 2.3.1℃ （2-1） 管程流体的定性温度： 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。 2.3.2 物性参数 管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考 物性数据 无机 表1.10.1】 表2—2 密度 ρi-=709.7 ㎏/m3 定压比热容 cpi=5.495 kJ/㎏.K 热导率 λi=0.5507 W/m.℃ 粘度 μi=85.49 μPa.s 普朗特数 Pr=0.853 壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册 饱和水蒸气表】 表2—3 密度 ρo=28.8 ㎏/m3 定压比热容 cpo=3.033 kJ/㎏.K 热导率 λo=0.0606 W/m.℃ 粘度 μo=22.45 μPa.s 普朗特数 Pr=1.122 2.4估算传热面积 2.4.1热流量 根据公式（2-1）计算： 【化原 4-31a】 （2-2） 将已知数据代入 （2-1）得： =60000×5.495× (330-310)/3600=1831666.67W 式中： ——工艺流体的流量，kg/h； ——工艺流体的定压比热容，kJ/㎏.K； ——工艺流体的温差，℃； Q——热流量，W。 2.4.2平均传热温差 根据 化工原理 4-45 公式（2-2）计算： （2-3） 按逆流计算将已知数据代入 （2-3）得： ℃ 式中： ——逆流的对数平均温差，℃； ——热流体进出口温差，℃； ——冷流体进出口温差，℃； 可按图2-1中（b）所示进行计算。 图2-1 值，假设=400 W/m2.K则估算传热面积为: （化工原理 式4-43） （2-4） 将已知数据代入 （2-3）得： 式中：——估算的传热面积，； ——假设传热系数，W/m2.℃； ——平均传热温差，℃。 考虑的面积裕度，则所需传热面积为: （2-5） 2.4.4热流体用量 根据公式（2-4）计算：由化工原理热平衡公式 将已知数据代入 （2-4）得： （2-6） 式中——热流量，W； ——定压比热容，kJ/㎏.℃； ——热流体的温差，℃； ——热流体的质量流量，。 2.5 工艺尺寸 2.5.1管数和管长 管径和管内流速 根据红书 表3-2 换热管规格 表2-4 材料 钢管标准 外径厚度 /（mmmm） 外径偏差 /mm 壁厚偏差 碳钢 GB8163 252.5 根据 红书 表3-4 取管内流速 ⒉管程数和传热管数 依红书3-9式 ，可根据传热管内径和流速确定单管程传热管数 （根