换热器参数计算

换热器参数计算

热流体（有机液体）100℃-50℃

1． 选择水作为冷物料

2． 设：水的进口温度为30℃出口温度为40℃。

()()111221600*4.174*10050/1252.2/3600

p Q m c T T kJ s kJ s =-=-= 2m =水用量

()22121252.229.89/107604/4.19*10

P Q m kg s kg h C T T ==≈=- ∴水用量为107604kg/h.

11004060o T T t C ∆=-=-=

2503020o T T t C ∆=-=-=

设：1m T ∆为逆流，2m T ∆为顺流。

112124036.41ln 3ln m T T T T T ∆-∆⎛⎫∆==≈ ⎪⎛⎫∆⎝⎭ ⎪∆⎝⎭ 212126033.49ln 6ln m T T T T T ∆-∆⎛⎫∆=

=≈ ⎪⎛⎫∆⎝⎭ ⎪∆⎝⎭ 选择一壳程的换热器。

(),f P R ϕ=

1212

t t P T t -=- 冷流体的温升除以两流体最初的温度差。0.14P ≈ 1221T T R t t -=

- 热流体的温降除以冷流体的温升。5R = 0.8ϕ=

m m T T ϕ∆=，逆 29.128m T ∆=℃

选取K 值范围为280~850()

2/.W m K ()2600/.K W m K ≈

传热面积：

3

21252.2*1071.65600*29.128

m Q A m K T ==≈∆ 选择尺寸如下：

壳径D ：600mm

公称面积S ：712

m

管程数p N ：2

管数n ：254

管长：6m

管子直径：25*2.5mm Φ

管子排列方式：正三角形排列。

实际换热面积： ()220.1254*0.025*5.9117.64o o S n d L m m ππ=-==

该换热器要求的总传热系数为：

()()3

221252.2*10/.365/.117.64*29.128

o m Q K W m K W m K S T ===∆

换热器的参数核算

1.管程对流传热系数计算。

21600/6/h W kg h kg s ==

336/0.0061/986h h h

W V m s m s ρ=== 220.00610.153/11254 3.140.024242h h i V u m s n d π===⎛⎫⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 30.02*0.153*986Re 4144.540000.728*10i i i

i i

d u ρμ-===〉（湍流） 4.174*0.728 4.850.626

i i ri i Cp P μλ=== ()0.80.30.80.3210.6260.023Re Pr 0.023**4144.5*4.85905.7/0.02i i

W m K d λ

α-===⋅

2.壳程对流传热系数的计算

h ——折流挡板间距，取300mm ，

T ——管中心距，取32mm 。

20.02510.3*0.6*10.03940.032o o d A hD m t ⎛⎫⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝

⎭ 因为29.89/c W kg s =

228.89/9940.029

c

c c W V m ρ=== 0.0290.74/0.0394

c c o V u m s A === 由于是正三角形排列，得：

222233 3.1444**0.0320.02524240.02023.14*0.025

o e o t d d m d ππ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝

⎭⎝⎭=== 30.0202*0.74*994Re 275150.54*10e c c o c d u ρμ-=

== 4.19*0.54P 3.420.662c c ro Cp μλ

=== 因为雷诺数在2000~1000000范围内，所以， ()()11/30.550.552130.6260.36Re Pr 0.36**27515*3.42*1.055161.4/0.0202

o o o u e W m K d λ

αϕ-===⋅ u ϕ为壁温矫正系数，取为1.05.

3.污垢热阻

421.72*10/si R m K W -=⋅

422*10/so R m K W -=⋅

4.总传热系数K

111o o o si so i i w m o i

d d d b R R K d d d αλα=++++

1

11o o o si so i i w m o i K d d d b R R d d d αλα=++++

()244

1463.6/10.0250.00250.02510.0251.72*10*2*10905.70.0216.50.02255161.40.02

K W m K --==⋅++++

{=1/((1/905.7)*(0.025/0.02)+(0.0025/16.5)*(0.025/0.0225)+(1/5161.4)+(1.72*(10^-4))*(0.025/0.02)+(2*(10^-4)))}

选用该换热器时，要求过程的总传热系数为()

2595/W m K ⋅，在传热任务所规定的条件下，计算得到的总传热系数为()

2463.6/W m K ⋅。因为： ()2463.6/W m K ⋅小于()2595/W m K ⋅，所以判定该换热器不合适。