换热器计算例题
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壳管式换热器例题
（一） 确定计算数据
用户循环水的供水温度为95℃，回水温度为70℃，外网蒸汽的温度为165℃，蒸汽焓为2763kJ/kg ，饱和水焓为694kJ/kg ，从水水换热器出来的凝结水温取80℃。
（二） 计算用户循环水量和外网的蒸汽流量。
用户循环水流量：
s kg t t c Q G h g /55.41)
7095(41871035.4)(6
''=-⨯=-= 外网蒸汽进入热力站的流量：
s kg h h Q D n q /79.1)
804187102763(1035.4)(36
=⨯-⨯⨯=-= （三）热网回水从水水换热器出来进入汽水换热器前的水温t 2
()
℃
7.73)70(418755.4185418779.170)80165(222=-⋅⋅=⋅⋅-⋅⋅=-⋅⋅t t t c G c D （四）汽水换热器的选择计算
因为热负荷较大，初步选择N107-3DN650型汽水换热器两台并联。换热器的主要技术数据如下：
管内水流总净断面积为87.9×10-4m 2，管内径为0.02m ，外径为0.025m ，单位长度加热面积7.9 m 2，总管根数/行程数为112/4，最大一排管根数为12根，每纵排平均管数为9根。
1、单台汽水换热器的换热量为：
()Mw h h D Q b q 85.12
694000276300079.12)
(=-=-= 2、汽水换热器的平均温差为：
℃80951657.731657.73951
221=---=---=∆In t t t t In t t t n n p 3、热网循环水在换热器内的流速 可按下式计算：p
n f G w ρ=
式中p ρ－为换热器内热网水的平均密度，kg/m 3。
s m w m kg t n p pj /4.2969109.872/55.41/9694.842
7.739543
=⨯⨯===+=-ρ℃
该流速在推荐流速范围内。
4、 内壁与水的换热系数
℃
⋅=⨯-⨯+=-+=22.08.022
.08.02
/1370602.04.2)4.84041.04.84211630()041.0211630(m w d w t t pj pj i α
5、 外壁与蒸汽的凝结换热系数
管外壁温度是未知的，假设管外壁温度比蒸汽饱和温度小30℃，则管外壁温度为：
℃℃
1502
16513513530165=+==-=m bm t t []()[]℃
./3.5990135165025.09150163.01503.555028)(163.03.555028225.02
25.020m w t t md t t bm b w m m =-⨯⨯-⨯+=--+=
α
6、 传热系数
℃
⋅=+++=+++=20/8.25643
.5990130003.0500025.0137061111
1
m w K wg wg g g i αλδλδα 7、验算假定
℃3.343
.5990808.25640'=⨯=∆=-αp
b bm t K t t 相差较大，重新计算，假设相差34℃。
℃℃
1482
16513113134165=+==-=m bm t t
[]()[]℃./5798131165025.09148163.01483.555028)(163.03.555028225
.02
25.020m w t t md t t bm b w m m =-⨯⨯-⨯+=--+=
α ℃
⋅=+++=
+++=20/25295798
130003.0500025.01370611
11
1m w K wg wg g g i αλδλδα ℃9.3457988025290'=⨯=∆=-h t K t t p b bm 第二次假设34℃与验算值34.9℃较接近，合适，不再计算。
8、传热面积
26
14.980
25291085.1m t K Q F p =⨯⨯=∆= 9、换热器有效长度
m L L m f F L d 45.116.125.125.116.19
.714.9'=⨯=⨯====
（五）水－水换热器的选择计算
1、 管内凝结水流通断面积
取凝结水流速为0.5m/s 。凝结水的平均温度为（165＋80）/2＝122.5℃。该温度下水的密度为941.4kg/m 3。
24''10384
.9415.079.1m w D
f ns n n -⨯=⨯==ρ 2、管间循环水流通断面积
循环水平均温度为（70＋73.7）/2=71.85℃。该温度下的水密度为975kg/m 3。取循环水的流速为1m/s 。 24''10426975
155.41m w G
f xs w w -⨯=⨯==ρ 3、水－水换热器的选型
初选N107-5 DN200水－水换热器。管间净断面积为244.7×10-4m 2，管内水流总净断面积59.7×10-4 m 2，单位长度加热面积为 2.68m 2/m ，管间当量直径0.066m 。一回程管子数19根，管子219×6mm 。
4、管内凝结水实际流速为
s m f D
w ns n n /32.04
.941107.5979.14=⨯⨯==-ρ 5、管间循环水实际流速为
s m f G
w xs w w /74.1975
107.24455.414=⨯⨯==-ρ 6、凝结水对管壁的换热系数
K m w d w t t pj
pj i ⋅=⨯-⨯+=-+=22.08
.02
2.08
.02
/1972207.032.0)5.122041.05.122211630()041.0211630(α
7、循环水对管壁的换热系数