管壳式换热器计算表格

41.70323914
0.083333333 11 0.93647666 39.05411012 280 89.35101809
Φ 25 以外径为准
20
2.5 1.1 0.021387093
68.07723049
68
4.184667389
4.5
等边三角形 32 44 27.712 16 16
6 136 4 48.042 96.084
M s2 (2 0.6 N cw ) 2 Ab Ac 1
查图2.38 查图2.37
间距相等，不需校正
P ' s
102 壳程总阻力 ΔP′s Pa
[( N b 1)Pbk Rb N b Pwk ]R1 2Pbk Rb (1 N cw ) Rs Nc
103
两台的壳程总 阻力
单位 ℃ ℃ ℃ ℃ MPa Mpa kg/s ℃ KJ/(kg•℃) kg/m^2 kg/(m•s) W/(m•℃) ℃ KJ/(kg•℃) kg/m^3
计算公式或数据来源 由题意 由题意 由题意 由题意 由题意 由题意 由题意
(t1 t1) / 2 150 40 / 2
查物性表 查物性表 查物性表 查物性表
按GB 151-1999规定，取标准 直径 44 长径比
D2 1.13 取值 M2
l / Ds
D2 mm
45 管程接管直径 管 程 计 算

1000按钢管标准
46 管程雷诺数
Re2
Re 2
W/（m^2 •℃）
2 2 d i 2
47 管程换热系数
α2
2
2 0.4 0.023Re0.8 2 Pr2 di
见表2.7，估计壳体直径在 400~700mm之间
nt dl
2nt dl
由草图量出或算出
m
42 管束外缘直径
DL
m
0.224×2+2×0.0125
Ds DL 2b3 b3 0.25d 6.25mm, 且 ≮ 8mm, 故
43 壳体内径
DS
m
Ds 0.473 2 0.008 0.489

64 壳程接管面积
D1
mm
65 错流区管排数 每一缺口内的 66 有效错流管排 数 67 旁流通道数 68 旁通挡板数 错流面积中旁 69 流面积所占分 数 一块折流板上 70 管子和管孔间 泄露面积 折流板外缘与 71 壳体内壁间泄 露面积
Nc Ncw NE Nss Fbp
排 排
由图示可知
N cw 0.8
0.224
0.473
0.5
9
合理 取标准值φ 180×5
按钢管标准
165.2548901
30404.94833
5181.647061
弓形 0.125 120 0.25 17 116 0.0254 112 24
0.4955 0.038394852
0.680316763
0.010670842 0.02772401
1 j Gs c p Pr 2/3 ( / w )0.14
o
查有关资料 查有关资料
K F
W/(m^2 •℃) K [ m^2
1
1
rs ,1 rs ,2
F
d o 1 d o 1 ] di 2 di
Q K tm
87 传热面积之比 F″/F 88 检验壳侧壁温 tw1 ℃
903.0751824
1806.150365
没有超过表 2.10规定
项目 1 2 3 原 始 数 据 4 5 6 7 8 9 煤油进口温度 煤油出口温度 冷却水进口温 度 冷却水出口温 度 煤油工作表压 力 冷却水工作表 压力 煤油流量 煤油定性温度 煤油比热
符号 t1′ t1″ t2′ t2″ p1 p2 M1 tm1 cp1 ρ1 μ1 λ1 Pr1 tm2 cp2 ρ2
t2
2
Pt Pi Pr PN
查图2.36
理想管束错流 97 段阻力 理想管束缺口 98 处阻力 99 旁路校正系数 100 101 折流板泄露校 正系数 折流板间距不 等的校正系数
Pbk 4 f K
Pwk
M s2 N c ( / w1 ) 0.14 2 2 Ac 1
76 旁通校正因子 77 壳程传热因子 78 壳程质量流速 79 壳侧壁面温度 80 壁温下煤油黏 度
由
N ss 及Fbp查图2.31 Nc
jo jH jc j1 jb
Gs M1 As
假定 查物性表
81 壳侧换热系数 82 水垢热阻 83 煤油污垢热阻 需 用 传 热 面 积 84 管壁热阻 85 传热系数 86 传热面积
由表2.3 由表2.3
s p scos30
sn s sin 30
由2.1.5节
39 拉杆直径 40 作草图 41 作图结果所得 数据 六边形层数 一台管子数 一台拉杆数 一台传热面积 二台传热面积 管束中心至最 外层管中心距 离 F″ a nt
见草图
根 根 m^2 m^2
nt nZt
33 每根管长 l m
103.944 / 48 4 0.025
取标准长 选
34 管子排列方式 35 管中心距 36 估 算 传 热 面 积 及 传 热 面 结 构 37 38 分程隔板槽处 管中心距 平行于流向的 管距 垂直于流向的 管距 s lE sp sn mm mm mm mm mm
Ab Awg Awt
Ac ls [ Ds DL ( s d o )] DL d o s
流体在两折流 62 板间错流流通 截面积 壳 程 结 构 及 壳 程 计 算 63 壳程流通截面 积
Ac
m^2
As
m^2
As Ab Ac
按 D12 As 计算，并由钢管标准 4 选择相近规格
Ds2 1 2h [ (1 )sin ] 4 2 Ds 2
{ 2( Ds 2h )sin[arccos DL
Fc
D 2h D 2h ( s )] 2 arccos( s )} DL DL
AHale Waihona Puke Baidut Ab
m^2 m^2
Awt
d o2
8
nt (1 Fc )
Re1 jH jc j1 jb jo Gs tw μw1 α1 rs,2 rs,1 kg/(m^2•s) ℃ kg/(m•s) W/(m^2•℃) (m^2 •℃)/W (m^2•℃)/W
Re1
M 1d o 1 Ac
由图2.28 由图2.29
由
Asb A tb Asb 及 查图2.30 Ac Asb A tb
h sp
对
选取
1 Fbp [ Ds DL N E lE ]ls / Ac 2
m^2
Atb
1 Atb d o (d H d o ) (1 Fc )nt 2
Asb Ds ( Ds Db ) 2h [ arccos(1 )] 2 Ds
Asb
m^2
72 壳程雷诺数 73 74 75 理想管束传热 因子 折流板缺口校 正因子 折流板泄露校 正因子
tw1 tm1 Ko (
1
o
rs ,1 )tm
tw1 tm1 Ko (
89 管内摩擦系数 90 管侧壁温 91 壁温下水的黏 度 fi tw2 μw2 ΔPi ΔPr ΔPN ΔPt fk ΔPbk ΔPwk Rb R1 Rs ℃ kg/(m•s) Pa Pa Pa Pa Pa Pa -
选定
48 折流板形式 49 50 折流板缺口高 度 折流板的圆心 角 ls Nb h m 度 m 块 个 dH m 根 根
取h=0.25Ds
51 折流板间距 52 折流板数目 53 54 55 56 折流板上管孔 数 折流板上管孔 直径 通过折流板上 管子数 折流板缺口处 管数
取(0.2 ~ 0.1) Ds (0.2 ~ 0.1) 0.5 0.1 ~ 0.5
λ2 μ2 Pr2 ηL Q M2
W/(m•s) kg/(m•℃) kw kg/s
查物性表 查物性表
2cp1 719 106 4180 Pr2 2 0.622
取用
Q M1cp1 (t1 ' t1 '')L
M 2 Q / c p 2 (t2 '' t2 ')
t1m ,c tmax tmin t ln max tmax
ΔPs
Pa
2 P ' s
数值 150 40 30 40 0.1 0.3 3.89 95 2.33 744 6.05E-04 0.1028 13.70121595 35 4.17771107 994.1260288
备注
0.621992931 0.000719316 4.831397916 0.98 977.06686 23.38761211
1
o
rs ,1 )tm
查表2.35 假定 查物性表
92 沿程阻力 93 回弯阻力 进出口连接管 94 阻力 95 阻 力 计 算 96 两台管程总阻 力 理想管束摩擦 系数
L t2 Pi 4 f i ( / w 2 ) 0.14 di 2
t2 Pr 4 Zt 2
PN 1.5
0.03125
0.029434254
193.5894017
φ 203×6
8 3.608545035 1 3 0.392
0.003589632
ccos(1
2h )] Ds
0.002356194
5148.056245 0.011 1.02 0.75 0.94 0.0079101 132.1589454 60 1.08E-03 392.2032686 0.00034 0.00017 略 295.3394561 84.71026999 1.134266247 63.63040266 合适 与原假定值 差3.63℃
每根管长/折流板间距-1 由图示可知 由 GB 151-1999 由图示可知 由图示可知
57 折流板直径 折流板缺口面 58 积 错流区内管数 59 占总管数的百 分数 缺口处管子所 60 占面积 61 流体在缺口处 流通面积
Db Awg
m m^2
由 GB 151-1999 规定
Awg
Fc 1
10 煤油密度 11 煤油黏度 12 煤油导热系数 流 体 的 物 性 参 数 13 煤油普朗特数 14 水的定性温度 15 水的比热 16 水的密度
Pr1
t2 t2 = 30+40
2 2
查物性表 查物性表
1cp1 1
数
17 水的导热系数 18 水的黏度 19 水的普朗特数 20 热损失系数 21 传热量 22 冷却水量 传 热 量 及 平 均 温 差
23
逆流时的对数 Δt1m,c 平均温差 P R
℃
24 参数P及R
t2 t2 t1 t2 t ' t " R 1 1 t2 " t2 P
℃ W/(m^2•℃) m^2 mm m 由<2-4>型公式计算
25 温差修正系数 26 有效平均温差 27 初选传热系数 28 估算传热面积 29 管子材料及规 格
Asb = 0.40 Asb A tb
Asb A tb 0.19 Ac
0.375
0.007 45 5.96E-04 14762.93852 9623.139959 902.1693711 25288.24785 0.18 65.05827659 48.88982111 0.78 0.46 1 满足表2.10 的规定 两台 两台
ψ Δtm K′ F′
tm t1m,c
查参考资料
F
Q K * tm
选用碳钢无缝钢管
30 31
管程内水的流 速 管程所需流通 界面
ω2 At
m/s m^2
选用
At
22
M2
At
32 每程管数 n 根
22 4 At n d i2
M2
l F / nZt do