换热器计算说明书6.22

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： 流体

流量 （t/h ）

进口温度（℃）

出口温度（℃）

运行压力（bar ）

水 50 110 90 4 氨

15

38

15

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'

1

2.水出口温度:C t ︒=90"1

：

3.氨进口温度：C t ︒=15'

2

4.氨出口温度：C t ︒=38"

2

5.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 =1.75

14.氨的定性温度：C t t t m ︒=+=''+'=

26.52

3815222

2 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=0.98

21.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)(3

3'1"222=⨯⨯⨯=-= 23.逆流时算数平均温差：C t t t ︒=-=-=∆751590'

2''1max

C t t t ︒=-=-=∆7238110'

'2'1min

C t t t c m ︒==∆-∆=

∆73.4972

75ln 72

-752min max ,1

24.参数P 及R ：

242.015

-10115-38'2'1'

2''1==--=t t t t P

0.87015

3890110'2''2''1'1=--=--=t t t t R

25.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=︒⨯=∆⋅=∆ϕ

3.4以外径为准，估算传热面积及传热面结构

27.初选传热系数：)/(1100

2'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⨯φ

30.管程内水的流速：s m /1.52=ω

31.管程所需流通截面：22

22

009662.01.5

4.9589

8.13m M A t =⨯=

=

ωρ

32.每程管数：3130.7702.0009662

.0442

2≈=⨯⨯==

ππi t d A n ，取31根管子 33.每根管长：m d nZ F l o t 0.349.2025.0231.33

41'≈=⨯⨯⨯==ππ,取标准管长3.0m

34.管子的排列方式：等边三角形。 35.管中心距：由表2.3取S=32mm 。

36.分程隔板槽处管中心距：由表2.3取E l =44mm 。 37.平行于流向的管距：mm s s p 7.2730cos 3230cos 00=== 38.垂直于流向的管距：mm s s n 1630sin 3230sin 00=== 39.拉杆直径：由2.1.5节取16mm 40.作草图：

41.作草图所得数据： 六边形层数：a=4

一台管子数：62231=⨯=t n

一台拉杆数：4（估计壳体直径在400~700mm ） 一台传热面积：260.140.3025.062m l d n i t =⨯⨯⨯=ππ

管束中心至最外层管束中心距离：m 15340.03

2

022.0032.04=⨯

+⨯ 42.管束外圆直径：

m

D L 18133.022

025

.0215340.0=⨯+

⨯= 43.壳体内径：32b D D L s +=，mm d b 25.625.03==且≮8mm,

m D s 34781.0008.0233181.0=⨯+=，按GB151-1999规定，取标准直径0.4m 44.长径比：5.74.0/3/==s D l 。