管壳式换热器课程设计11.docVIP

2.确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的型式 冷却介质为循环水，取入口温度为：25 ℃，出口温度为：（25＋5～10） ℃ 苯的定性温度： ℃ 水℃ 两流体的温差： ℃ 由于两流体温差不大于50℃，故选用固定管板式列管换热器. 查《化学工程手册》——化工基础数据 化学工业出版社 P265图4－21表4－33 可有： 0.381=0.381mPa·s 0.825=0.825mPa·s P238图4－15表4－16 可有： 0=1.828KJ/(㎏·oC)4.176KJ/(㎏·oC)0.151W/(m·oC) =0.613W/(m·oC) 查《化工手册》上卷 山东科学技术出版社 两流体在定性温度下的物性数据如下: 物性 流体 密度 ㎏/m3 比热K/(㎏·oC) 粘度 Pa·s 导热系/(m·oC) 苯 836.6 1.828 0.381 0.151 水 4．计算两流体的平均温度差 暂按单壳程、 而 由《》页查图4－19可得: 所以 又因为0.96，故可选用单壳程的列管换热器。 5．试算和初选换热器的规格 根据低温流体为水，高温流体为有机物（参见《化工原理》P355）有K值的范围：430～850W/(·oC）, 假设 又因为苯走管程且初选，L= 4.5m的列管，所以设 由 可求得： 单管程的管子根数： 管程数： 所以 将这些管子进行排列有图如下： 据此初选固定管板式换热器规格尺寸为： 壳 径 D 600㎜Φ19×2mm 管 程 数 4 管 长L 4.5 m 管子总数 n 108 管子排列方法 正三角形 实际传热面积 若采用此传热面积的换热器，则要求过程的总传热系数为： ℃） 三 工艺计算 1. 核算总传热系数 ）计算管程对流传热系数 （与假设相一致 合适） 图 壳程摩擦系数f与Re的关系 2）计算壳程对流传热系数 换热器中心附近管排中流体流通截面积为： 式中 折流挡板间距，取300； 管中心距，对，。 因为 所以 由正三角形排列得： 因为 在～范围内，故可用下式计算 壳程中水被加热，取 ， 所以 ）确定污垢热阻 管内、外侧污垢热阻分别取为： ）总传热系数 因为苯为有机物，管子材料选用不锈钢，取其导热系数为(m·oC)，总传热系数为： 由前面计算可知，选用该型号换热器时，要求过程的总传热系数为，在传热任务所规定的流动条件下，计算出的为，其安全系数为： ％％）计算管程压强降 前面已算出：， （湍流） 取不锈钢管壁粗糙度 则，由《化工原理》上册第一章P54的关系图中查得： 8 所以 对于的管子 4，Ns=1 ）计算壳程压强降 其中 管子为正三角形排列，取F=0.4 取折流挡板间距 折流挡板数： 壳程流通面积 ＞ 所以 由上面计算可知，该换热器管程与壳程的压强均满足题目要求，故所选换热器合适。 四. 设计结果一览表壳程（水） 管程（） 流量，㎏/温度，℃（进/出） /30 80/40 物 性 定性温度，℃ 密度，㎏/m3 99 比热，kJ/㎏℃ 4 粘度，Pa·s ×10-3 0.318×10-3 导热系数，kJ/m℃ 普兰特数 壳体径 600 台数 1 管径 Ф19×2 壳程数 1 管长，m 管心距，㎜ 32 管数管子排列 正排列 传热面积，㎡ 折流板数 9 管程数 折流板距，m 0. 材质