波节管换热器计算书
第三节_换热器计算方法
第三节 换热器计算方法
换热器：在不同温度的流体间传递热能的装置
称为换热器。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中 广泛使用各种换热器，且它们是上述行业的通用 设备，占有十分重要的地位。
1、热力设计 根据使用单位提出的基本要求，合理地选择运 行参数，并进行传热计算。 计算出总传热系数、传热面积 2、流动设计 计算压降，为换热器的辅助设备提供选择参数 3、结构设计 根据传热面积的大小计算其主要零部件的尺寸 4、强度设计 应力计算。考虑换热器的受力情况，特别是在 高温高压下换热器的受压部件应按照国家压力容 器的标准设计。
先流体的压强、防腐蚀和清洗等要求，再校核对流传热系数和压强降。
二、流体流速的选择 •增加流速
对流传热系数↑ ，污垢热阻↓→总传热系数 ↑ →传热面积↓ 流动阻力↑和动力消耗↑
还需考虑结构上：
一定传热面积
高流速→管子数目↓→较长管子或增加程数
管子太长不易清洗，且管长都有一定标准； 程数增加使平均温度差下降
若冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确 定两端温度的问题。 若其中一个流体已知进口温度，则出口温度应由设计者 来确定。
例如：用冷水冷却某热流体，冷却水进口温度可根据当地 气温条件作出估计，出口温度需根据经济衡算来决定。
为节省水量，出口温度提高，则传热面积要大些；
为减少传热面积，出口温度降低，则要增加水量。
考虑到外界因素的影响，根据经验取实际传热面积为估算 值的1.15倍，则实际传热面积为：
Ap 1.15 A 22.07m2
4.井水用量
m= Q1 c pi ti
376.8 103 = 4.51kg / s 16250.8kg / h 3 4.174 10 40 20
换热器计算书
t > [ ]cr 2 (l / i ) 2 cr
2
mm
换热管稳定许用压应力 当 ������������ 时 ([ ]cr [ ]t [ ]cr t 时 , 取
[ ]cr [ ]t t)
=141.875
144.50 ≥ 合格
II
燕京理工学院
浮头式换热器管板计算 计算单位 设 计 条 件 壳程设计压力 Ps 2.5 管程设计压力 Pt 0.1 壳程设计温度 ts 200 管程设计温度 tt 200 换热器公称直径 Di 900 壳程腐蚀裕量 Cs 0.00 管程腐蚀裕量 Ct 2.00 换热管使用场合 一般场合 换热管与管板连接方式 ( 胀接 焊接 或焊接) 初始数据 材料(名称及类型) 20 输入管板名义厚度 n 70.00 0.40 管 管板强度削弱系数 0.40 管板刚度削弱系数 隔板槽面积 Ad 0.00 板 换热管与板胀接长度焊脚高度 l 6.00 设计温度下板材弹性模量 E p 1.96× 105 设计温度下板材许用应力 许用拉脱力 [q] 壳程侧结构槽深 h1 管程侧隔板槽深 h2 材料名称 换热管外径 d 换热管壁厚 t
换 热 管
换热管根数 n 换热管中心距 S 换热管长 Lt 换热管受压失稳当量长度 l cr 设计温度下管材弹性模量 E t 设计温度下换热管材料屈服点 st 设计温度下管材许用应力 [ ] tt 垫片外径 Do 垫片内径 Di 垫片厚度 g 垫片压紧力作用中心园直径 DG 垫片材料源自垫 片IIIMPa
q
校核 合格 注：带＃号的材料数据是设计者给定的。
开孔补强计算 接 管: 设 a, φ325× 10 计 条 件 2.5 200
波节管换热器计算例题(国家容标委提供)
锅炉压力容器标准案例案例编号CC-003-1 材料牌号奥氏体不锈钢案例名称奥氏体不锈钢波纹管换热器设计适用标准GB151-1999《管壳式换热器》批准日期2004年3月10日失效日期2009年3月10日咨询：当采用奥氏体不锈钢波纹管（简称波纹管）作为换热管时，换热器应如何设计？回复：本案例提供了波纹管换热器的设计方法。
给出了有关波纹换热管设计参数的确定方法，供设计参考，其余部分仍按GB 151—1999《管壳式换热器》的有关规定执行。
一、案例1 适用范围1.1 本案例适用于换热管为奥氏体不锈钢波纹管的管壳式换热器（以下简称为波纹管换热器）的设计。
1.2 对本案例未作规定者，还应符合GB 151—1999各有关章节的要求。
1.3 本案例适用换热器的公称压力PN≤4.0MPa；波纹换热管的公称直径（波峰/波谷的外径）Φ32/25mm、Φ42/33mm；折流板最大间距为波纹管管坯（波谷）外径的25倍。
1.4 计算换热面积，以波纹换热管外表面积为基础，扣除伸入管板内的换热管长度，计算得到的管束外表面积(m2)。
表1给出了一个波距波纹管的外表面积。
(第三章附件4给出了波纹管外表面积计算方法)。
1.5 未经固溶化处理的管坯制成的波纹管，不得用于有应力腐蚀的场合。
2 换热管材料换热管材料应符合下列标准中较高级(或高级)冷轧管或普通级冷轧管的技术要求。
GB 13296—1991 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T 14976—1994 流体输送用不锈钢无缝钢管3 波纹换热管设计本设计规定了波纹换热管的结构形式、许用内压力、许用外压力、轴向刚度及稳定许用压应力的设计计算。
波纹换热管是由波纹管和接头两部分组成，其结构尺寸如图1所示。
3.1 符号A——单根管管壁金属横截面积，mm 2 ;A =πδt (d1－δt)B——系数，按GB 150中第6章方法确定；C——许用内压系数，C=0.25C r——系数;Cr=π[2 l cr K b1／(aσs)]1/2d1——波谷外直径（管坯外直径），mm ;d2——波峰外直径，mm ;E t——波纹管材料弹性模量，MPa ;f——波纹圆弧半弦长（半波宽），mm ;F——波距（波纹管波宽与波节直边之和），mm ;I——波纹换热管的回转半径，mm ;I =0.25[d12+（d1－2δt）2]1/2K1——波纹管轴向单波刚度，N/mm ;K b1——长度为l cr的波纹管刚度，N/mm ;K b1 = FK1／l crl cr——波纹换热管轴向受压失稳计算长度，按GB 151—1999图32确定，mm ;p——波纹管换热器的设计压力(管程设计压力为p t，壳程设计压力为p s)，MPa ;[p]i——波纹换热管许用内压力，MPa ;[p]o——波纹换热管许用外压力，MPa ;δt——波纹管壁厚，mm ;σs——波纹管材料屈服强度，MPa;σb——波纹管材料抗拉强度，MPa ;[σ]cr——波纹管稳定许用压应力，MPa 。
列管换热器设计计算书资料讲解
列管换热器设计计算书列管式换热器设计第一节推荐的设计程序一、工艺设计1、作出流程简图。
2、按生产任务计算换热器的换热量Q。
3、选定载热体，求出载热体的流量。
4、确定冷、热流体的流动途径。
5、计算定性温度，确定流体的物性数据（密度、比热、导热系数等）。
6、初算平均传热温度差。
7、按经验或现场数据选取或估算Ｋ值，初算出所需传热面积。
8、根据初算的换热面积进行换热器的尺寸初步设计。
包括管径、管长、管子数、管程数、管子排列方式、壳体内径（需进行圆整）等。
9、核算Ｋ。
10、校核平均温度差D。
11、校核传热量，要求有15－25％的裕度。
12、管程和壳程压力降的计算。
二、机械设计1、壳体直径的决定和壳体壁厚的计算。
2、换热器封头选择。
3、换热器法兰选择。
4、管板尺寸确定。
5、管子拉脱力计算。
6、折流板的选择与计算。
7、温差应力的计算。
8、接管、接管法兰选择及开孔补强等。
9、绘制主要零部件图。
三、编制计算结果汇总表四、绘制换热器装配图五、提出技术要求六、编写设计说明书第二节列管式换热器的工艺设计一、换热终温的确定换热终温对换热器的传热效率和传热强度有很大的影响。
在逆流换热时，当流体出口终温与热流体入口初温接近时，热利用率高，但传热强度最小，需要的传热面积最大。
为合理确定介质温度和换热终温，可参考以下数据：1、热端温差（大温差）不小于20℃。
2、冷端温差（小温差）不小于5℃。
3、在冷却器或冷凝器中，冷却剂的初温应高于被冷却流体的凝固点；对于含有不凝气体的冷凝，冷却剂的终温要求低于被冷凝气体的露点以下5℃。
二、平均温差的计算设计时初算平均温差Dtｍ，均将换热过程先看做逆流过程计算。
1、对于逆流或并流换热过程，其平均温差可按式（2－1）进行计算：（2—1）式中，、分别为大端温差与小端温差。
当时，可用算术平均值。
2、对于错流或折流的换热过程，若无相变化，则要进行温差校正，即用公式（2－2）进行计算。
（2－2）式中是按逆流计算的平均温差，校正系数可根据换热器不同情况由化工原理教材有关插图查出。
换热器计算书
换热器计算书讲详细一点,具体步骤如下:1,确定热负荷,手算机算均可,关键是用户提供数据要全,流量,组分,温度,压力,石油馏分要有D86分割数据;2,确定定性温度,层流为进出口的平均温度,紊流为40%入+60%出口温度; 3,确定在性温度下的两侧流体物性:比热,粘度,导热系数,4,冷凝再沸的要有表面张力,及热释放曲线(里面含干度及比焓,压力依存关系等); 5,确定基管尺寸及材质,两侧污垢系数;6,确定筒体大小及程数等,及换热器型式(T E M A或G B151);7,确定逆或顺流(看是否防止基管壁温过高,或是否存在温度交叉)8,计算对数平均温差;9,计算R,P值,查图或计算F T值;10,FT值小于0.8则用多壳程串联型式;11,计算管程内雷诺数,普郎特数,传热J因子,温度较正因子等(此步要迭代,气体一般不需要),再计算出传热系数;12,计算壳体当量直径,其它如管程,但要特别考虑折流板布置及板间距;注:有冷凝或再沸,有预热或过热的要分段计算,壁温与流体平均温差要迭代出来; 13,有内外翅片的或波节管等强化传热的要计算翅片效率及翅片表面膜传热系数等; 14,计算总K;15,面积F=Q/(K*FT*M DT),再比较换热面积裕量,并验算壁温,16,校核两侧阻力;17,校核两侧介质流速;18,考虑零部件的加工制造,运输及安装等等之类!上面仅仅是管壳式换热器的计算,换热器种类太多,最好用专业软件,但必需知道其中的道理,故推荐先手算或机算!换热器设计计算步骤1.管外自然对流换热2.管外强制对流换热3.管外凝结换热已知：管程油水混合物流量G(m3/d)，管程管道长度L(m)，管子外径do(m)，管子内径d i (m)，热水温度t ?，油水混合物进口温度t1’, 油水混合物出口温度t2” ?。
1.管外自然对流换热1.1壁面温度设定首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw?，热水温度为t ?，油水混合进口温度为?，油水混合物出口温度为?。
管换热器的设计计算书
水箱容量：100L一、确定传热系数：计算盘管内和盘管外的传热系数，必须知道下列各参数： 1、 N 圈盘管所需的长度L ；LL =NN�(222222)22+PP 22 （1）=NN �（222222.1122）22+22.22220022=0.7544N 2、 盘管所占的体积V VV CC =(22/00)dd 2222LL （2）C=�2200�22.2211002222.77770000NN =0.152*10-33、 环形区的体积Va:N VV aa =�2200�(CC 22−BB 22)PPNN （3）由于此换热器整体浸入在内胆中，故B 为0，则VV aa =�2200�22.001122∗22.222200NN =3.169*10-34、 在环形区内可供流体流动的空间V NV ff =（3.169-0.152）*10= Va – Vc （4）-3N=3.017*10-35、 盘形管的壳程当量直径DeNDD ee =00VV ff22dd 22LL （5）=（4*3.017*10-3换热器外部的传热系数h0可用下面公式中的来计算。
h 0=λN U /dN ）/（22*0.016*0.7544N ）=0.3182 m努谢尔特数：N U =c(Pr.Gr)n Pr >0.7根据Pr.Gr 值可以从表中查得c 和n 的取值。
而Gr =βg ∆tL 3γ ，其中g 为重力加速度，L 盘管故：Gr =βg ∆tL 3γ=（4.5*10-4*9.8*10*0.0163）/（5.53*10-7）2则Pr.Gr =3.63*590674.57=2144148.694，将盘管看成是垂直圆柱，查表得：c=0.59 n=1/4。
=590674.57N U =c(Pr.Gr)n =0.59*2144148.6941/4h 0=λN U /d =0.642*22.577/0.016=905.902 w/㎡.k=22.577流体在盘管内流动的传热系数h i 采用以下一种常规方法计算：h i0=λN U /d N U =0.023Re 0.8Pr 0.4Re =du ρ/μ由于系统采用威乐泵RS15/6，泵的流量平均取为：0.417kg/s ，即0.422*10-3m ³/s,则：流速u=0.422*10-3/[(0.0144/2)2Re =du ρ/μ=0.016*2.59*988.1/5.47*10*π]=2.59 m/s-4N U =0.023Re 0.8Pr 0.4=0.023*74857.2=74857.20.8*3.630.4h i0=λN U /d =0.642*305.55/0.016=12260.19 w/㎡.k =305.55总传热系数U 由下式给出1/U=1/h 0+1/h i0+x/K e +R t +R 0 (9)由于污垢系数R t 和R 0取决于流体的特性，即流体中存在的悬浮物质、操作温度、流速等因数，而换热器内外的流体都属于清洁水质，但也存在结垢问题，故污垢系数R t +R 0可取7.052*10-41/U=1/h 0+1/h i0+x/K c +R t +R 0=1/905.902+1/12260.19+0.0008/383+7.052*10。
(完整版)换热器计算书
一、已知参数 板式换热器热力计算冷介质流量Gt/h 1825.328584 3对数温差传热系数Δ Tm ℃10.2 2传热面积 K W/m ℃1600Fm 2 911.54 换热面积（ 10%的裕量) m 2 1002.7三、设计参数 单板有效换热面积 Fdm28.64 冷介质流程数N1 1 冷介质单道流通面积 A1 m 20.00264热介质流程数 N21 热介质单道流通面积 A2 m20.0156 板片数 n 116.05207 冷介质板间流速 V1 m/s #NAME? 热介质板间流速V2m/s #NAME? 冷介质进、出水口直径 、流速 mm 、m/s 350 #NAME? 热介质进、出水口直径 、流速mm 、m/s900#NAME?换热器参数浆液比热 3.457 kj/kg* ℃ 浆液密度 1180 kg/m 3 粘度0.0022pa*sm /h #NAME? 冷介质比热容kcal/kg ℃ #NAME? 冷介质密度kg/m 3#NAME?冷介质入口水温T 1 ℃ 32 冷介质出口水温T 2℃ 39.00 热介质密度 kg/m3 1180.0 热介质比热容热介质入口温度t 1 kcal/kg ℃℃#NAME?47 热介质出口温度t2℃ 44.7 热介质流量 Wt/h #NAME?m 3/h#NAME?二、传热计算换热量QKW 、kcal/h14860.0 12777300ΔT1=t1-T28.0 ΔT2=t2-T112.7浆液入口温度47.00 ℃浆液出口温度44.74 ℃浆液体积流量#NAME? m3/h 水侧入口温度32.00 ℃水侧出口温度39.00 ℃水侧体积流量#NAME? m3/h 水侧质量流量1825.3 t/h 换热器板片规格7200*1200*1.5 mm 换热器换热面积0 m2 浆液侧板间流速#NAME? m/s 水侧板间流速#NAME? m/s 浆液侧流道宽度24 mm 浆液侧阻力#NAME? m 水侧阻力#NAME? m 换热器净重0.0 kg 换热器荷重0.0 kg浆液参数确保所浆液比热 3.457 kj/kg* ℃3浆液密度1180 kg/m粘度0.0022 pa*s换热器参数板片宽度1200 厚度板片长度7200 1.5水实槽际深测际槽 3.2 浆液流道宽浆侧液实深12 24水测量槽 2.2 通道截面积比当槽量深液当浆侧深13 5.909090909夹紧尺寸0.0实际取整面积接口数量21PL0.6 WN1.0350 20.5400 27.5450 33.5500 40600 54.5 56 700 65 800 87 900 106 1000 123 1200 184 1400 252确保所有标红处参数准确无误！参数计算水侧板间入口处流速#NAME? m/s 板片水侧开口长度半剖管方案截面流速#NAME? m/s 700 椭圆短半轴高度120 mm半椭圆管方案截面流速浆液侧流体阻力#NAME?#NAME?m/sm水侧流体阻力#NAME? m滤总最终取值沿程阻力损失0.47147767#NAME? m浆液测阻力矩形通道尺寸a 流速#NAME? m/sb 运动粘度 1.8644E-06 m2/s 水力半径R动力粘度0.0022 pa*s密度1180.0 kg/m3 当量直径de 雷诺数Re #NAME? 流道长度当量糙粒高度K 4沿程阻力系数0.33404991#NAME?#NAME?最终取值0.33404991沿程阻力损失#NAME? m水测阻力矩形通道尺寸a 流速#NAME? m/s b运动粘度#NAME? m2/s 水力半径R动力粘度#NAME? pa*s密度#NAME? kg/m3 当量直径de 雷诺数Re #NAME? 流道长度当量糙粒高度K 4沿程阻力系数0.471477673 0滤网长度1500 2100总面积3150000#DIV/0! 个1.165 m0.024 m0.011757780.0470311197.2 m0.08 m0.0064 m 0.4 35.5 0.002962963 运动粘度#NAME? m2/s动力粘度#NAME? pa*s 0.005925926 密度#NAME? kg/m37.2 m 雷诺数#NAME?摩擦系数#NAME?压降#NAME? Mpa#NAME? m。
换热器计算说明书622讲解
一、 设计题目与参数1.1设计题目：管壳式换热器 1.2设计参数：二、热交换器型式/台数及流动的选择根据已知条件，选定一台<1-2>型管壳式固定管板上式热交换器工作，采用错流方式。
热流体为水，冷流体为氨，由于水比氨更易结垢，并且管侧和壳侧压力和温度都不是很高，因此综合考虑，宜采用管程走水，壳程走氨。
三、设计计算与数据3.1原始数据1.水进口温度：C t ︒=110'12.水出口温度:C t ︒=90"1：3.氨进口温度：C t ︒=15'24.氨出口温度：C t ︒=38"25.水工作表压力:MPa p 4.01=6.氨工作压力:MPa p 5.12=7.水的质量流量:13.89kg/s 50t/h M 1==：3.2流体的物性参数 8.水的定性温度：C t t o m 100)/2t'"(11=+=9.水的比热：1p C =4.220)/(C kg kJ o ⋅ 10.水的密度：1ρ=958.43/m kg 11.水的粘度：1μ=s)kg/(m 10282.5-6⋅⨯12.水的导热系数：1λ=0.683)/(C m W o ⋅ 13.水的普朗特数:1r P =1.7514.氨的定性温度：C t t t m ︒=+=''+'=26.5238152222 15. 氨的比热：2p C =4.813)/(C kg kJ o ⋅ 16. 氨的密度：2ρ=600.73/m kg 17. 氨的粘度：2μ=)/(105.1326s m kg ⋅⨯- 18. 氨的导热系数：2λ=0.4656)/(C m W o ⋅19. 氨的普朗特数:2r P =1.37 3.3传热量及平均温差 20.热量损失系数：l η=0.9821.传热量：KW t t C M Q p 1148.8798.090)-(110220.489.13)"'(1111=⨯⨯⨯=-= 22.氨的流量：s kg t t C Q M p /0.38115)-(3810813.4101148.87)(33'1"222=⨯⨯⨯=-= 23.逆流时算数平均温差：C t t t ︒=-=-=∆751590'2''1max C t t t ︒=-=-=∆7238110''2'1minC t t t c m ︒==∆-∆=∆73.497275ln 72-752min max ,124.参数P 及R ：242.015-10115-38'2'1'2''1==--=t t t t P0.870153890110'2''2''1'1=--=--=t t t t R25.温差修正系数：299.0=ϕ，由<1-2>型图查得26.有效平均温差：C C t tm c m 90.7249.37299.0,1=︒⨯=∆⋅=∆ϕ3.4以外径为准，估算传热面积及传热面结构 27.初选传热系数：)/(11002'C m W K ⋅=28.估算传热面积：2''.334190.72011010008.87411m K Q F tm =⨯⨯=∆⋅=29.管子材料及规格：选用碳钢无缝钢管，5.225⨯φ30.管程内水的流速：s m /1.52=ω31.管程所需流通截面：2222009662.01.54.95898.13m M A t =⨯==ωρ32.每程管数：3130.7702.0009662.04422≈=⨯⨯==ππi t d A n ，取31根管子 33.每根管长：m d nZ F l o t 0.349.2025.0231.3341'≈=⨯⨯⨯==ππ,取标准管长3.0m34.管子的排列方式：等边三角形。
换热器布管计算资料
(1)换热管的排列方式为转角正方形排列,如下图所示布管(2)换热管中心距所选换热管d=25mm，换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径, 查国标得换热管中心距S=32mm(3)布管限定圆(&)转甬正方形排列n L布管限定圆直径D——圆簡内直径mm；布管限定圆直径D L二D i-2b3b3=0.25d=0.25x 25=6.25mm（一般情况下不小于8mm）•••取b3=8.5DiD L二D i-2b3=500—2X 8.5 = 483mm具体布管图如附图U型管换热器的设计与校核1由工艺设计给定壳体公称直径为500mm,壳程的最高工作压力为1.2MPa,管程最高工作压力为1.5MPa，壳程液体进口温度为70C，出口温度为110C；管程液体进口温度180C，出口温度125C；管长为6000mm, 4管程单壳程的换热器。
原油的黏度大，因此壳程走原油，管程走被冷却的柴油。
2筒体壁厚设计由工艺设计给定设计温度为150C，选用低合金钢Q345R。
查GB 150 一2011 可知：150C时Q345R 的许用应力「50=189MPa，厚度暂取3〜16mm,焊接采用双面对接焊局部无损探伤检测，焊接系数=0.85,钢板的厚度负偏差按GB/T 709 一2006查3B类钢板得钢板负偏差为0=0.3,腐蚀裕量C2=3mm,设计压力为最大工作压力的1.05~1.1倍,由工艺设计给定壳程的最高工作压力为1.2MPa(绝);表压二绝压一当地大气压=1.2Mpa- 101.3kpa=1.1Mpa••• P c=(1.05~1.1)x 1.1=1.2Mpa计算壁厚t=( P c D i/2[ S ]冷-P c) + C1+ C2= 5.175mm由于管壳式换热器在工作过程中除承受内压外还受到温差应力、支座反力和自重等载荷的作用，因此壳体壁厚应比计算值大，对碳素钢和低合金钢应满足GB 151 一1999的最小厚度要求，查得U型管式换热器的壁厚应不小于8mm,圆整后取钢板名义厚度t n=8mm。
换热器计算书
总传热系数 理论传热面积 理论富裕系数 阻力计算 摩擦因子 最窄截面流速m/s 阻力Mpa m2
0.001681362 0.001681362 0.001681362 0.0364 0.0364 0.0364 0.0182 0.0182 0.0182 0.0098 0.0098 0.0098 0.00015 0.00015 0.00015 0.00841 0.00841 0.00841 1.261E-06 1.261E-06 1.261E-06 7.049E-01 7.049E-01 5.904E-01 0.861780594 0.861777577 0.898007592 0.054 0.054 0.054 0.000708308 0.000708307 0.000717467 0.056 0.056 0.056 0.050 0.050 0.050 0.673 0.673 0.673 13.380 13.380 13.380 12.068 12.068 12.068 50.179 52.075 47.478 965.64 80% 1223.96 42% 1420.41 14%
0.009855 0.009855 0.02402842 0.976535397 0.023464603 0.291078523 0.990459285 0.009540715 28.56273939 1.027784607 2.91359E-02 2.01443E-05 4.136364826
0.038278026 0.024215507 0.01551338 无水析出 有水析出 有水析出 0 428.9236703 554.6263886 1361.254867 1361.651038 1281.482674 1361.254867 1790.574708 1836.109063 146757.2329 193042.314 197951.3844 40.76589804 53.62286501 54.98649566 0.7085 0.9320 1.0194
换热器设计计算范例
列管式换热器的设计和选用的计算步骤设有流量为m h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。
由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力。
根据传热速率基本方程：当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。
可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。
◎初选换热器的规格尺寸◆ 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数大于0.8，否则应改变流动方式，重新计算。
◆ 计算热流量Q及平均传热温差△t m，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A估。
◆ 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列。
◎计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。
或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。
这时N P与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。
◎核算总传热系数分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。
如果相差较多，应重新估算。
◎计算传热面积并求裕度根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。
即裕度为20%左右，裕度的计算式为：某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至128℃，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下：表4-18 设计条件数据试设计选择适宜的列管换热器。
解：（1） 传热量Q 及釜液出口温度a. 传热量Q以原料液为基准亦计入5%的热损失，按以下步骤求得传热量Q 。
完整版换热器计算步骤
第2章工艺计算2.1设计原始数据2.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）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I。
（10）计算管数N T（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D j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）校核传热面积第2章工艺计算（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定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在 p=7.22MPa t>295 C 情况下为蒸汽，所以在不考 虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。
对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
其壳程混合气体 的平均温度为：管程流体的定性温度: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320C 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壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]:【锅炉手册 饱和水蒸气表]t=420 2952357.5 °C(2-1 )T=310 3302320 C第2章工艺计算2.4估算传热面积 241热流量根据公式（2-1）计算：Q WC p t将已知数据代入 （2-1）得:Q WC p1 b=60000X 5.495 X 103 (330-310)/3600=1831666.67W式中：W 工艺流体的流量，kg/h ；C p1 ――工艺流体的定压比热容，kJ/疥K ; t 1 ――工艺流体的温差，C ；Q――热流量，W2.4.2平均传热温差根据化工原理4-45 公式（2-2）计算:按逆流计算将已知数据代入 （2-3）得:【化原 4-31a 】(2-2)t mt 1 t2t 1(2-3)Int2t mt1 t2t1ln420 330 310 295 ‘41.86C ,420 330In310 295第2章工艺计算式中： t m ――逆流的对数平均温差，C ；t i ――热流体进出口温差，c ； t 2 ――冷流体进出口温差，c ； 可按图2-1中（b ）所示进行计算。
管式换热器设计计算
列管式换热器的设计计算1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。
2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。
但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。
所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。
此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。
例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。
管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。
这些也是选择流速时应予考虑的问题。
3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。
若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。
例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，换热器作为工业流程中不可或缺的组成部分，其设计及性能的优化变得尤为重要。
波节管换热器因其高效的传热性能和良好的结构稳定性，在许多工业领域得到了广泛应用。
然而，其设计过程复杂，需要综合考虑多种因素。
此外，传统的传热软件在处理波节管换热器的复杂传热问题时，往往存在计算精度和效率上的不足。
因此，对波节管换热器的设计及传热软件开发进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、波节管换热器设计研究1. 设计原理与参数选择波节管换热器的设计基于传热学、流体力学等基本原理。
设计过程中，需要考虑的主要参数包括：换热管的材料、尺寸、波节形状、排列方式等。
这些参数的选择将直接影响到换热器的传热性能和结构稳定性。
因此，设计过程中需要进行多方面的分析和优化。
2. 设计流程与方法波节管换热器的设计流程包括：需求分析、初步设计、详细设计、优化设计和验证设计等步骤。
在初步设计阶段，需要根据实际需求确定换热器的类型、规模和主要参数。
在详细设计阶段，需要运用传热学、流体力学等理论知识，对换热器进行详细的计算和分析。
在优化设计阶段，需要通过模拟软件对设计方案进行验证和优化。
三、传热软件开发研究1. 软件功能与架构传热软件主要用于对波节管换热器的传热过程进行模拟和分析。
软件应具备以下功能：能够建立换热器的三维模型、能够模拟换热器的传热过程、能够分析换热器的传热性能、能够提供优化设计方案等。
软件架构应采用模块化设计，便于后续的维护和升级。
2. 软件开发技术传热软件的开发涉及到的技术包括：计算机编程技术、数值计算技术、图形处理技术等。
在编程语言方面，可以选择C++、Python等高级语言，以提高软件的编写效率和可读性。
在数值计算方面，需要运用传热学、流体力学等相关理论，建立数学模型，并进行求解。
在图形处理方面，需要运用三维建模技术，对换热器进行三维建模和可视化处理。
换热器设计计算书
换热器设计计算书(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--23设计计算书1、流体流经的确定由于原油粘度比较大，根据化工原理P280第⑦点，选择原油走壳程，柴油走管程。
2、根据传热任务计算热负荷QW t t c W Q pc c 6.1085455)70110(1020.2360044405)(312=-⨯⨯⨯=-=3、液体两端温度的确定由热平衡可知)()(2112T T c W t t c W ph h pc c -=- 所以Cc W t t c W T T phh pc c 。
1291048.234270)70110(1020.244405175)(331212=⨯⨯-⨯⨯⨯-=--=管程中柴油的定性温度m T 为4C T m 。
1522129175=+=壳程中原油的定性温度m t 为 C t m 。
90211070=+=两流体的平均温差，暂按单壳程，多管程进行计算，逆流时平均温差为Ct t T t T t T t T m。
0.6211017570129ln )110175()70129(ln )()('21122112=-----=-----=∆ 而 38.070175701701112=--=--=t T t t P 3.1701101291751221=--=--=t t T T R5按单壳程结构，查化工原理图4-19得 86.0=∆t ϕ，所以平均传热温差m t ∆为Ct t m t m。
3.530.6286.0'=⨯=∆∆∆=ϕ4、管壳式换热器类型的确定 （1）计算估算的传热面积估A假设总传热系数)2/(175'C m W K 。
⋅=则估算的传热面积估A 为24.1163.531756.1085455'm tm K Q A =⨯=∆=估（2）根据估A 初选标准换热器选用m m m m 5.225⨯φ较高级冷拔传热管（碳钢）。
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》范文
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，换热器作为工业生产中重要的设备之一，其性能的优化和设计的创新成为了研究的热点。
波节管换热器因其高效的传热性能和优良的机械性能，被广泛应用于化工、石油、制药等工业领域。
本文将就波节管换热器的设计及其传热软件的开发进行深入的研究。
二、波节管换热器设计研究1. 设计原理与参数选择波节管换热器的设计主要基于热力学原理和流体动力学原理。
设计过程中，需要考虑的主要参数包括：换热器的尺寸、流体的物理性质、操作温度和压力等。
通过合理的参数选择，可以保证换热器的传热效率和使用寿命。
2. 设计流程与方法波节管换热器的设计流程主要包括：需求分析、初步设计、详细设计、优化设计和最终设计。
在初步设计中，需要确定换热器的类型、尺寸和结构；在详细设计中，需要确定各部分的详细尺寸和结构；在优化设计中，需要通过模拟和实验验证，对设计进行优化；最终设计则是将优化后的设计转化为实际的产品。
3. 设计创新点波节管换热器的设计创新点主要体现在以下几个方面：一是采用新型的波节管结构，提高传热效率；二是通过优化流道设计，减小流阻，提高流体在换热器内的流动性能；三是采用先进的制造工艺，提高换热器的可靠性和使用寿命。
三、传热软件开发研究1. 软件设计原理与功能传热软件主要用于模拟和预测波节管换热器的传热性能。
其设计原理基于计算流体动力学和传热学原理。
软件的主要功能包括：建立换热器模型、设置流体参数、模拟传热过程、预测传热性能等。
2. 软件实现方法与技术传热软件的实现需要采用先进的编程技术和算法。
具体来说，需要采用C++或Python等编程语言，以及数值计算方法和优化算法等。
此外，还需要利用流体动力学和传热学原理，建立准确的数学模型。
3. 软件应用与效果传热软件的应用可以大大提高波节管换热器设计的效率和准确性。
通过模拟和预测，可以提前发现设计中存在的问题，并进行优化。
此外，传热软件还可以用于对现有换热器进行性能评估和优化。
《2024年波节管换热器设计及传热软件开发研究》范文
《波节管换热器设计及传热软件开发研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，换热器作为工业生产中重要的设备之一，其性能的优化和设计的创新成为了研究的热点。
波节管换热器作为一种新型的高效换热设备，其设计及传热软件的开发研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在探讨波节管换热器的设计原理及方法，同时对传热软件的开发进行深入研究，以期为波节管换热器的优化设计和实际应用提供理论支持。
二、波节管换热器设计研究1. 设计原理波节管换热器设计的基本原理是利用波节管的特殊结构，通过改变流体的流动状态，提高换热效率。
设计过程中需考虑的主要因素包括波节管的形状、尺寸、材料以及流体的物理性质等。
设计原则包括传热效率高、结构稳定、制造成本低等。
2. 设计方法波节管换热器的设计方法主要包括理论计算、数值模拟和实验验证三个步骤。
理论计算阶段，需根据传热学原理和流体力学理论，建立数学模型，计算波节管的尺寸和形状等参数。
数值模拟阶段，利用计算流体动力学（CFD）等软件，对波节管换热器进行仿真分析，预测其性能。
实验验证阶段，通过实际制造和测试，验证设计的合理性和可靠性。
三、传热软件开发研究1. 软件需求分析传热软件的开发需满足设计人员、研究人员和实际使用者的需求。
软件应具备高效、准确、易用等特点，能实现对波节管换热器的设计、优化、模拟和测试等功能。
同时，软件还应具备友好的用户界面和强大的数据处理能力。
2. 软件功能设计传热软件的功能主要包括参数设置、模型建立、数值计算、结果分析和数据可视化等。
在参数设置方面，软件应能根据实际需求设置流体的物理性质、波节管的尺寸和形状等参数。
在模型建立方面，软件应能根据传热学原理和流体力学理论，建立准确的数学模型。
在数值计算方面，软件应采用高效的算法，实现对波节管换热器性能的快速计算。
在结果分析和数据可视化方面，软件应能对计算结果进行深入分析，并以图表等形式直观地展示出来。
3. 软件实现与测试传热软件的实现需采用先进的编程技术和算法。