固定板管式换热器设计说明书

固定板管式换热器

设

计

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一、 设计任务和设计条件

某炼油厂拟用原有在列管式换热器中回收柴油的热量。已知原油 流量为40000kg/h ，进口温度70℃，要求其出口温度不高于110℃；柴油流量为30000kg/h ，进口温度为175℃。设计一适当型号的换热器，已知物性数据：

二、 确定设计方案 ① 初选换热器的规格

当不计热损失时，换热器的热负荷为：

Q=W )(12t t c pc C =40000/3600×2.2×10³×(110-70)=9.8×105W 逆流过程如图所示：

T 2125℃ T 1175℃

t 170℃ t 2110℃ 逆流平均温度差：

m t =

8.5970

125110175ln

)

70125()110175( ℃

初估 值 R=

25.170110125

175

P=

381.070

17570

110 初步决定采用单壳程，偶数管程的固定板管式换热器。经查表得校

正系数 =0.9＞0.8，可行。 ∴

53.859.80.9 逆m m t t ℃ 初步估计传热系数K 估=200W/(㎡·℃), 则

A m 07.918

.53200108.9t 5

m 估估K Q

∴所设计换热器（固定板管式）的参数选择如下表：

② 计算（管、壳程的对流传热系数和压降）： a. 管程： 流通面积 220175.04

222

002.044m N N d S P T i

i

柴油流速 s m S W u i i h i /666.00175.0715360030000

3600

Re 4

3

1049.11064.0715666.002.0

i

i

i i du

柴油被冷却，所以

)

/(701)133

.01064.01048.2(1490002.0133.0023.0Pr Re 023

.023.0338

.03

.0C m W d i

i i

i

i •

管程压降为 2

)3(2

i i i i i u N f d l

P

取管壁粗糙度mm 15.0 ，0075.0/ d ，经查图可得摩擦系数 034.0 ∴

2

)3(2

i

i i

i i u N f d

l

P =Pa 421018.12

715666.044.1)302.06034.0( b ．壳程

选用缺口高度为25％的弓形挡板，取折流挡板板间距h 为300mm ，故折流挡板数为1913

.06

1

h

l

N B 流道面积 2000394.0)032

.0025

.01(6.03.0)1(m d hD S 原油流速 u s m S W c /346.00394

.0815360040000

3600000

正三角排列的当量直径为

0202.0025

.0)025.04032.023(4)423(

4220202

d d t d

e m Re 3

3

00109.1103815346.00202.0

u d e

6.44148

.0103102.2Pr 330

p c 壳中原油被加热，取05.1)(

14

.0 W

，所以 14

.03

1

055

.000

0)(

Pr )

(Re 36

.0W

e

d =)/(62405.16.4419000202

.0148

.036.0231

55.0C m W •

壳程压降

41.0190072.1Re 72.119.019

.00

Pa u d N D P e B 420

2

0001019.12

815346.00202.0)119(6.041.02)1(

③计算传热面积 传热系数

i

i i si m d d d d R d R K 000so 0d 1

1 计 取W C m R W C m R so si /001.0,/0002.02

2 • • ，忽略管壁热阻，则

0047.020

6752520250002.0001.062411 计K )m /(2132C W K • 计

25

m m 5.858

.53213108.9t 计计K Q A

且

202.15

.858

.102

计

实A A 即传热面积有20.2％的裕度。 三、换热器的主要结构尺寸和计算结果

设备结构参数

物料参数

计算结果

三、参考文献

1.陆美娟、张浩秦主编.化工原理（上册），第二版.北京：化

学工业出版社，2006

2.王志魁主编.化工原理，第3版.北京：化学工业出版社，

2005

3.柴诚敬，张国亮主编.化工流体流动与传热.北京：化学工

业出版社，2000

4.季阳萍主编.化工制图.北京：化学工业出版社，2007