换热器的选型校核
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一、预热器
（一）、预热器1—低压塔塔顶产品D
1
预热原料F
用低压塔塔顶产品预热原料。原料为C
6
+芳烃的有机液体，流量为8333.3333Kg/h，温度由30℃预热开始预热，比热容Cpc为1.655Kj/Kg.℃。
低压塔塔顶产品D
1
的流量为1228.47Kg/h，由81.6℃冷却到40℃后进入储罐，比热容Cph为1.842 Kj/Kg.℃。
设计并选择标准式列管换热器。
设计计算
1、试算并初选换热器规格
1）确定流体通入的空间原料F走管外，低压塔塔顶产品D1管内
2）计算热负荷Q 按管内D
1
计算，即
Q=WhCph(T
2-T
1
)=1228.47
3600
×1.842×1000×(81.6−40)=26148.3934W
若忽略换热器的损失，则原料F吸收热量Qc
Qc=Q=WcCpc(t
2-t
1
)=26148.3934W
Wc=8333.3333Kg/h Cpc=1.655 Kj/Kg.℃ t
1
=30℃
代入数据得 26148.393=8333.33
3600
×1.655×1000×（t2-40）
解得 t
2
=36.81℃
3）确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的形式
预热介质为D
1
，进口温度为81.6℃，出口温度为40℃。
D 1的定性温度 T
m
=（81.6+40）/2=60.8℃
原料F，进口温度为30℃，出口温度为36.81℃
F的定性温度 t
m
=(30+36.81)/2=33.405℃
选用固定管板式换热器。
两流体在定性温度下的物性数据如下
4)计算平均温差
逆流温差 △t m =（△t 2－△t 1)]/ln △t2
△t1 △t m =[（81.6-36.81)-(40-30)]/ln
(81.6−36.81)(40−30)
=23.2026℃
5)初选换热器规格 根据管内为有机液体，管外也为有机液体，K 值范围为230～465W/(m 2.℃)，初选K 0=250 W/(m 2.℃)，故 初选固定管板式换热器规格尺寸如下： 壳径D 159mm 公称面积S 1.7㎡ 管程数Np 1 管数n 15 管长L 2m
管子直径 φ19×2mm(不锈钢管) 换热器排列方法 正三角形 3个换热器串联 换热器的实际传热面积
S 0= 3n πd 0（ L-0.1）=3×15×3.14×0.019×(2-0.1)=5.1009㎡ 该换热器要求的总传热系数为：
K 0=Q
S0△tm =26148.3934
3.4006×23.2026=220.9321 W/(m 2.℃) 2.核算总传热系数K 0
1）计算管程对流传热系数αi 因为 W h =1228.47㎏/h V h =
Wh ρ =1228.47
841.7906 =1.4594m 3/h
A i =15πd i12/4=15×3.14×(0.019-2×2)2/4=0.002649㎡ u i =Vh
Ai = 1.459
3600×0.002649 =1.0159m/s Rei=di1ui ρμ =
0.015×1.0159×860.1589
0.000549686
=2.3846×104
Pri=
Ch μλ =
1.655×0.549686
0.132727 =6.8541
所以 αi =0.023λ
di Re 0.8Pr 0.4(液体被加热)
αi =0.023×
0.13272730.015
×238460.8×6.85410.4
=1396.0573 W/(m 2.℃) 2)计算壳程对流传热系数α0
换热器中心附近管排中流体流通截面积为
A o = hD(1-do/t)=0.1×0.159×(1-0.019/0.025)=0.003816㎡ 式中 h------折流挡板间距，取100mm;
t------管中心距，对φ19×2mm 的管子，t=25mm 因为 W c =1228.47㎏/h V o =Wc
ρ =1228.47
841.7906 =1.4594m 3/h u o =Vc
Ao =
1.45943600×0.003816
=0.1062m/s
d e =4（ 3
2t 2-π
4d o 2）/πd o =4（ 3
2×0.0252-3.144
×0.0192）/3.14×0.019=0.0173m
Reo=deuo ρμ =
0.0173×0.1062×841.7906
0.000354817
=4.3609×103
Pro=
Cc μλ
=
1.655×0.354817
0.132473
=4.9336
所以 液体被冷却 αo =0.36 λ
de Re 0.55
Pr 1/3
ψμ ψμ=0.95
αo =0.36×
0.1324730.0173
×4360.90.55×4.93361/3×0.95
=447.6472 W/(m 2.℃) 3)确定污垢热阻
Rsi=1.72×10-4 W/(m 2.℃) Rso=1.72×10-4 W/(m 2.℃) 4)总传热系数Ko
Ko ＝１／( 1
αo ＋Rso ＋bdo
λwdm ＋Rsi do
di ＋do
αidi )
=1/( 1
447.6472 ＋1.72×10-4 ＋0.002×0.019
16.5×0.0173o ＋1.72×10-4 ×0.019
0.015 ＋
0.019
0.015×1396.0573
)
=272.7352 W/(m 2.℃)
选用换热器时，要求过程的中传热系数为220.9321 W/(m 2.℃)，在传热任务