换热器设计计算详细过程资料提纲

1估算传热面积，初选换热器型号(1)根据传热要求，计算传热量。

(2)确定流体在换热器两端的温度，计算定性温度并确定流体物性。

(3)计算传热温度差，根据温差校正系数Δt≥0.8的原则，决定壳程数。

(4)选择两流体流动通道，根据两流体温差，选择换热器型式。

(5)依据总传热系数的经验范围，初选总传热系数K值。

(6)由总传热速率方程计算传热面积，由S确定换热器具体型号(若为设计时应确定换热器基本尺寸)。

2计算管程和壳程压强降根据选定型号的换热器，分别计算管程、壳程压强降，看其是否符合要求。

若不符合要求时，再调整管程数或折流挡板间距，或重选其它型号换热器，并计算压强降，直到满足要求为止。

3核算总传热系数和传热面积按照对流传热系数关联式，计算管内、外对流传热系数，选定污垢热阻，核算总传热系数值。

根据该计算K值校核实际需传热面积，若选用换热器提供的传热面积比所需传热面积大10～20%时，所选换热器合适。

否则需另选K值，重复以上步骤，直至符合为止。

冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃)水水 850～1700水气体 17～280水有机溶剂 280～850水轻油 340～910水重油60～280有机溶剂有机溶剂115～340水水蒸气冷凝1420～4250气体水蒸气冷凝30～300水低沸点烃类冷凝 455～1140水沸腾水蒸气冷凝2000～4250轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020像第2行水和气的换热我看到很多人认为可以更精确些有人认为100~150 介质不同有些差异但应该都在上述范围内大家需用时可到网上搜搜看我看到有很多人说这个可在《化工原理》上册中找到，但是《化工原理》有很多不同版本，有些是没有的，所以搞来与大家分享比热表：常见物质的比热容物质比热容c水4.2酒精2.4煤油2.1冰2.1蓖麻油1.8砂石0.92铝0.88干泥土0.84铁、钢0.46铜0.39汞0.14铅0.13对表中数值的解释：(1)比热此表中单位为kJ/(kg·℃)；(2)水的比热较大，金属的比热更小一些；(3)c铝>c铁>c钢>c铅(c铅<c铁<c钢<c铝)。

换热器设计计算详细过程1.确定换热器的换热负荷和传热系数：首先需要明确换热器所在系统的换热负荷，即所需传热功率。

根据系统的温度差、流体性质、质量流量等参数计算得到传热系数，该系数反映了换热器在给定条件下的传热能力。

2.确定流体入口和出口温度：根据所需的出口温度和流体的性质，可以通过传热方程计算得到流体的入口温度。

同时，需要考虑流体的流速、流态（单相流还是多相流）等因素。

3.选择合适的换热器类型：根据系统的特点和要求，选择合适的换热器类型，如壳管换热器、板式换热器等。

考虑换热器的传热特性、结构特点、施工方便程度等因素。

4.确定换热面积：通过传热方程和传热系数计算得到的换热负荷，可以反推计算出所需的换热面积。

同时还需要考虑换热器的热效率和流体流阻。

5.计算流体质量流量：通过需求传热功率、流体入口和出口温度的关系，可以计算得到流体的质量流率。

同时还需考虑流体的压降和速度等因素。

6.选择换热介质：根据流体的物性参数和流态选择合适的换热介质，如水、蒸汽、油等。

7.根据系统运行条件确定换热器材料：根据流体的性质、温度、压力等参数确定合适的换热器材料，如碳钢、不锈钢、钛合金等。

8.进行换热器的压力损失计算：根据流体的粘度、比热容率、流速等参数计算压力损失，以确保流体能够在换热过程中正常流动。

9.进行换热器的结构设计：根据所选的换热器类型和尺寸，进行换热器结构的设计，包括换热管的布置、壳体的设计等。

10.确定换热器的运行参数：包括换热器的入口温度、出口温度、流量、压力等参数，以便在实际运行中调整和监控换热器的工况。

11.进行换热器的强度计算与选择：根据换热器的运行条件和使用要求，进行强度计算和选择合适的材料和结构，以确保换热器的安全可靠运行。

12.进行换热器的经济性评价：对所设计的换热器进行经济性分析，包括建造成本、维护成本、运行成本等，以确定设计是否经济合理。

热管换热器设计计算及设计说明设计说明书目录1.引言2.设计目标3.设计计算3.1传热需求计算3.2材料选择3.3热管尺寸计算3.4换热面积计算4.设计结果4.1热管尺寸4.2换热面积5.结论1.引言2.设计目标本设计的目标是设计一个能够满足热量传递需求的热管换热器。

具体设计目标如下：-传热效率高，热量损失小；-体积小，重量轻，便于安装和维护；-耐腐蚀，使用寿命长。

3.设计计算3.1传热需求计算根据所需传热功率和热传导方程，可以计算出所需的换热面积。

传热功率的计算公式如下：Q=U*A*ΔT其中，Q为传热功率，U为传热系数，A为换热面积，ΔT为温度差。

根据具体的应用条件和需求，可以确定传热系数和温度差。

3.2材料选择根据工作温度和压力，选择合适的材料用于热管换热器的制造。

常见的材料有不锈钢、铜、铝等。

需要考虑的因素包括材料的导热性能、耐腐蚀性能和成本等。

3.3热管尺寸计算热管的尺寸设计主要包括直径、长度和分段数等。

热管的直径与流体的流量有关，需要根据实际流量计算得出。

热管的长度与传热效果有关，需要根据传热需求和热管材料的导热性能计算得出。

分段数的选择主要考虑热管结构的复杂度和制造成本。

3.4换热面积计算根据传热功率和传热系数，可以计算出所需的换热面积。

换热面积的计算公式如下：A=Q/(U*ΔT)其中，A为换热面积，Q为传热功率，U为传热系数，ΔT为温度差。

根据具体的应用条件和需求，可以确定传热系数和温度差。

4.设计结果4.1热管尺寸根据具体的传热需求和热管材料的导热性能，计算得出热管的直径为XX mm，长度为XX mm，分段数为XX。

4.2换热面积根据传热功率和传热系数，计算得出所需的换热面积为XXm²。

5.结论本设计通过计算得出了一台满足特定条件下的热管换热器的尺寸和换热面积。

这个设计可以满足传热需求，并具有高传热效率、小体积和耐腐蚀等特点。

完整版换热器计算步骤第一步：确定换热器的基本参数在进行换热器计算之前，需要明确换热器的基本参数，包括所需的换热面积、流体质量流量以及进出口温度等。

这些参数将用于后续的计算。

第二步：确定传热系数换热器的传热系数是换热器计算的重要参数，它表示单位面积上传热的能力。

传热系数的计算可以根据换热器类型采用不同的方法，例如，对于壳管式换热器，可以采用Dittus-Boelter公式或Sieder-Tate公式等。

第三步：计算热负荷根据所需的换热量和传热系数，可以计算出热负荷。

热负荷表示单位时间内从一个流体传递给另一个流体的热量。

第四步：计算流体流量通过热负荷和已知的输入输出温度差，可以计算出流体的质量流量。

流体流量对换热器设计有重要影响，要合理确定。

第五步：计算换热面积在确定了热负荷和流体流量之后，可以通过换热器传热系数来计算所需的换热面积。

换热面积越大，换热效果越好，但对于实际应用来说，换热面积也需要在经济和操作上进行合理的限制。

第六步：确定流体速度流体速度对于换热器的设计和操作都有重要影响。

在实际应用中，需要保证流体速度能够使流体在换热器中均匀流动，并且尽量避免过高或过低的速度。

第七步：校核换热器尺寸换热器的尺寸必须满足设计要求和操作要求。

在校核换热器尺寸时，需要考虑到换热面积、流体速度、壳管或管束结构以及换热器的材料等因素。

第八步：确定换热器传热管的数量换热器传热管的数量是换热器计算中的重要参数。

根据已知的流体流量和传热系数，可以计算出所需的传热管数量。

此外，传热管的直径和长度也需要根据实际应用情况进行确定。

第九步：计算换热器的压力损失换热器的压力损失是通过流体流动过程中所发生的阻力造成的。

压力损失的计算涉及到换热器的结构和材料、流体的速度和粘度等因素。

通过计算压力损失，可以为换热器的实际运行提供参考依据。

第十步：优化设计方案根据以上计算结果，可以对换热器的设计方案进行优化。

通过对不同参数进行适当调整，可以得到满足工程要求和经济要求的最佳设计方案。

换热器设计完整版换热器是一种用于转移热量的设备。

它将热量从一个流体传递到另一个流体，使流体达到所需的温度。

换热器在各种工业应用中广泛使用，包括化学、制造业、石油和天然气生产等。

换热器设计的主要考虑因素包括流体属性、流量、温度、压力和吸热面积。

为了确保换热器的高效性和长寿命，设计过程应该遵循以下步骤：1. 初步设计：在初步设计阶段，需要确定换热器的流体类型、工作温度和压力、需要传递的热量以及换热器所需的尺寸和形状。

这一阶段需要考虑管道直径、管道长度、管道数量、流体流量、进出口口径、外壳厚度、热传导率等因素。

2. 确定热传导模型：在确定热传导模型时，需要考虑流体的传热系数、导热系数、表面积、热容量、温度梯度等因素。

热传导模型可以通过使用Fouier定律或热传导方程式来计算热量传递。

3. 计算换热面积：换热器的面积是影响其效率的重要因素。

一般来说，换热面积越大，热传递效率就越高。

在计算换热面积时，需要考虑流体和换热器之间的热传导和流动性能。

可以使用LMTD法、NTU法等方法计算换热面积。

4. 选择材料：材料的选择会影响换热器的稳定性和寿命。

一般来说，换热器的材料应该具有良好的抗腐蚀性、强度、耐磨性和热传导性。

常用的材料包括铝合金、不锈钢、铜、碳钢等。

5. 设计细节：设计细节包括换热器流路、管道排列、管束间距、管束支撑和固定方式等。

这些细节将直接影响换热器的传热和流体性能。

设计人员应该警惕设计中的环节疏忽和细节问题，确保设计方案正确无误。

在进行换热器设计时，需要采用符合规范和标准的设计方法，确保换热器的质量、效率和安全性。

同时，设计人员应该具备相关的技术背景和实践经验，确保设计过程的科学性和实践性。

通过以上措施，可以设计出高效、可靠、安全的换热器，为工业制造和生产提供基础设施支持。

完整版换热器计算步骤换热器是一种常见的热交换设备，常用于将热能从一个流体传递给另一个流体。

换热器的设计需要进行一系列的计算步骤，以确保其正常运行和高效工作。

下面是一个完整版的换热器计算步骤，包括设计要素、计算公式和实际操作。

设计要素：1.温度：确定进口和出口的流体温度2.流量：计算流体的质量流量，即单位时间内通过换热器的物质量3.效率：计算换热器的传热效率，即输入热量与输出热量之间的比值4.压降：计算流体在换热器中的压降，以确保流体能够正常流动计算步骤：1.确定换热器的类型：换热器可以分为三类，即管壳式换热器、管束式换热器和板式换热器。

选择适合的类型要考虑流体的性质、压力、温度和流量等因素。

2.确定流体的物性参数：包括热导率、比热容和密度等参数。

这些参数可以通过查阅资料或实验测量得到。

3.计算传热面积：传热面积是换热器的一个重要参数，可以通过传热率和传热温差来计算。

传热率可以通过查表或经验公式计算得到。

4.计算输出温度：根据换热器的效率和输入温度，可以计算出输出温度。

效率可以根据使用经验或理论估计。

5.计算流体的质量流量：通常需要根据应用的需求确定流体的质量流量。

质量流量可以通过测量或经验公式计算得到。

6.计算传热面积：传热面积决定了换热器的尺寸和成本，一般需要通过经验公式或计算得到。

7.计算压降：压降是换热器设计的一个关键参数，需要根据应用的压力要求和流体的性质计算得到。

压降过大会导致流体流速降低，影响传热效率。

8.确定流体流向：根据应用需求和设计要求选择流体的进出口方向。

实际操作：1.收集流体数据：收集流体的压力、温度和流量等数据。

2.计算换热面积：根据选择的换热器类型和待换热流体的数据，计算换热器的传热面积。

3.计算输出温度：根据输入温度、效率和换热器的传热特性，计算输出温度。

4.计算质量流量：根据应用需求和设计要求计算流体的质量流量。

5.计算压降：根据流体的性质和流动条件计算压降。

6.确定流体流向：根据应用需求和设计要求确定流体的进出口方向。

换热器设计计算详细过程序号名称单位数值流体流向1有无相变01流体名称冷却水壳程流体名称进口温度t 1℃20进口温度T 1出口温度t 2℃40出口温度T 2定性温度℃30定性温度比热CP 1J/(kg·K)4174比热CP 2 黏度μ1Pa·s 0.000801黏度μ2导热系数λ1W/(m·K)0.618导热系数λ2密度ρ1kg/m 3995.7密度ρ2管程压强降Pa30000壳程压强降流量W 2计算过程&输出结果：热负荷QkW 376.83冷却水流量W 1kg/h 16250.60按逆流计算的传热温差℃49.71按并流计算的传热温差℃#DIV/0!传热温差输出值ΔT ℃49.71计算温度校正系数S 0.17R5查图得到温度校正系数ψΔT 0.85实际的传热温差ΔTm ℃42.25初选总传热系数K KW/(m 2·℃）395换热面积 Sm 222.58参照换热面积选取列管换热器结构参数换热器形式浮头式壳体直径 D mm 300列管数n 根40列管外径d 0mm25参照GBT 28712-2012 换热器型ΔTm=ΔT*ψΔT经验值，假设K值为固定值S=Q/(K*ΔTm )管径有25或19两种规格管壳式换热器的设计和选用输入参数当温度校正系数值小于0.8时，合理，此时应增加管程数或壳程数，或者用几热器串联，必要时可调节温度条件。

S=(t2-t1)/(T1-t1)，冷流体温R=(T1-T2)/(t2-t1)，热流体温备注：比热、粘度、导热系数、密度均为两流体在定性温度（t1+t2)/2和（T1+T2）/2 下的备换热器中两流体的流向，并流管子的排列方式，正三角形为1，正方形为2热流体无相变，0；热流体有相备注热流体无相变：Q=W 2/3600*C p2*(T 1-T 2)；W 1=Q/(Cp 1*(t 2-t 1))*3600ΔT=((T1-t2)-(T2-t1))/LN((T1-t2)/(T2-t1壳程流体参管程流体参数(P)列管内径d i mm20列管长度L mm8000折流板间距mm150列管材质及导热系数W/(m·K)45设计的换热面积 m296管子排列方法正方形斜转45度管程数Np2串联的壳程数Ns1管间距mm32结垢校正因子Ft 1.4管子排列方式对压降的校正因子F0.4管程n值0.4流体被加热取0.4，被冷却取0壳程n值0.3管壁内侧表面污垢热阻（m2·℃）/K0.00058管壁外侧表面污垢热阻（m2·℃）/K0.00017换热管壁厚 mm 2.5换热管平均直径mm22.5采用此传热面积下的总传热系数W/(m2·℃）92.90592116（1）核算压力降①管程压强降-P管程流通面积 Ai m20.006283185管程流速ui m/s0.721536817管程雷诺数Rei17938.43217取管壁粗糙度 mm0.1相对粗糙度0.005查图求得摩擦系数λ0.035直管中压力降Δp1Pa3628.637123回弯管压力降Δp2Pa777.5650977管程总压力降ΣΔPi Pa12337.36622判断合理性cs_tj10②壳程压强降—S通过管束中心线的管子数n o8折流板数N B52.33333333壳程流通面积 A o m20.015壳程流速u o m/s0.116959064 Re o3743.635819壳程流体摩擦系数f o0.766053436流体横过管束的压力降Pa849.5112828流体流过折流板缺口的压强降Pa850.119125壳程总压力降Pa1954.574969合理性判断cs_tj20（2)核算总传热系数①管程对流传热系数流体被加热取0.4，被冷却取0查污垢热阻系数表得到查污垢热阻系数表得到管子按正三角形排列no=1.1*（排列no=1.19*（n）^0.5N B=(L列管长度L/折流板间距-1) Ao=h(D-n c d o)按壳程流通截面积Ao计算的流Δp2=3*ρu2/2ΣΔPi=(Δp1+Δp2)Fg NpΣΔPo=(Δp1’+Δp2')FsNsRe=ρdu/μ,湍流输入值当Re＞500时，fo=5.0Reo^(-0正三角形、正方形、正方形斜计算值查摩擦系数与雷诺数和相对粗Δp1=λ*L/d*ρu2/2ΣΔPi=(Δp1+Δp2)FtNpA i=π/4*d i2*n/Npu i=W1/(ρ1*A i)K=Q/(S*ΔTm)DN25管子取为1.4，对DN19管子正三角形为0.5，正方形斜转4接近但不小于1.25倍的换热管Pr-管程5.409990291管程雷诺数Re017938.43217管程对流传热系数（湍流）W/(m2·℃)3531.770673低黏度湍流W/(m2·℃)3531.770673高黏度湍流W/(m2·℃)3519.429449管程对流传热系数（滞流）W/(m2·℃)340.5404362管程对流传热系数（过渡流）W/(m2·℃)3485.069082管程对流传热系数输出值W/(m2·℃)3531.770673②壳程对流传热系数Pr—壳程9.753848837流体流过管间最大截面积A㎡0.00984375根据管间最大截面积计算的流速u0m/s0.178223336当量直径 d e m0.027151892 ReS6195.614142φμ=(μ/μw)^0.140.95壳程对流传热系数as W/(m2·℃)563.8014636③总传热系数总传热系数k校W/(m2·℃)324.2192582此换热器安全系数%248.9758824合理性判断cs_tj31低黏度液体（μ1＜2*常温下水的黏度），a0=0.023（λ/di）Re0.8Pr n高黏度液体,a0=0.027（λ/di）Re0.8Pr1/3φμ强制湍流,Re0大于10000A=hD(1-d0/t)u0=Vs/Ad e=4(t2-π/4d02)/πd0强制滞留,Re小于2300过渡流，Re=2300~10000对气体取1.0，加热液体取1.0安全系数介于11.5~12.5，初选需另设K值植物油℃140℃40℃90J/(kg·K)2261Pa·s 0.000742W/(m·K)0.172kg/m 3950Pa 30000kg/h6000104.7611114方法二：根据流速经验值计算换热器内参数管道内流体流速m/s 0.75列管外径mm 25列管内径mm 20计算单程管传热管数根20热器型式与基本参数值.8时，换热器的经济效益不加管程数或壳程数，或者用几台换时可调节温度条件。

换热器毕业设计计算提纲一、确定换热器形式（采用列管式换热器中的固定管板式换热器结构，立式放置）二、根据已知条件（换热面积：196.2m2，换热管规格：Φ45×3×6000）等，计算所需换热管根数，根据换热管根数确定换热器直径，并按国家标准对换热器直径进行圆整。

三、根据换热器公称直径，参照GB151-89，确定管板布管限定圆直径，在管板上进行换热管布管，校核所确定的换热器公称直径是否合适。

四、根据设计要求对换热器壳程材料和管程材料进行选择，并说明理由。

五、进行强度计算1、换热器壳程结构强度计算（1）壳程筒体强度计算设计参数（压力、温度的确定），许用应力的查取，焊缝系数的选取壳程筒体计算壁厚腐蚀裕量选取壁厚附加量选取壳程筒体名义厚度确定（要考虑是否按照最小壁厚来确定）（2）壳程筒体壁厚的压力试验校核压力试验类型确定试验压力大小的确定试验应力的校核2、换热器管程结构强度计算（1）管箱短节强度计算设计参数（压力、温度的确定），许用应力的查取，焊缝系数的选取管箱短节计算壁厚腐蚀裕量选取壁厚附加量选取管箱短节厚度确定（要考虑是否按照最小壁厚来确定）（2）管程封头强度计算选取管程封头形式管程封头计算厚度腐蚀裕量选取壁厚附加量选取管箱封头名义厚度确定（3）管程壁厚的压力试验校核压力试验类型确定试验压力大小的确定管箱短节试验应力的校核管箱封头试验应力的校核3、筒体法兰强度计算（1）根据设计条件选取法兰型式（2）列出法兰设计已知参数（3）确定法兰设计尺寸（参照法兰标准来确定）（4）进行强度计算（参照GB150-1998）4、换热器支座强度计算（1）查阅支座标准，选取支座结构型式（此处选用耳式支座）（2）初估换热器总重（3）根据支座相关示例进行支座强度计算5、开孔补强设计计算（1）换热器上开孔情况介绍（2）选定开孔补强设计计算原则（3）壳程开孔补强设计计算判断壳程上开孔是否满足不需补强计算的条件选取壳程上最大开孔进行计算确定计算有关参数，开孔补强计算根据计算结果，判定是否补强如需补强，确定补强形式（4）管程开孔补强设计计算判断管程上开孔是否满足不需补强计算的条件选取管程上最大开孔进行计算确定计算有关参数，开孔补强计算根据计算结果，判定是否补强如需补强，确定补强形式六、进行结构设计1、管板的结构设计（1）管板的结构尺寸确定（参照与管板相配合的法兰结构参数）（2）根据管程数，确定是否需要在管板上开槽（3）进行管板强度计算，确定管板厚度（4）确定布管限定圆尺寸（5）在管板上进行换热管布管设计2、折流板结构设计（1）折流板形式确定（2）折流板布管及尺寸确定3、防冲挡板设计（1）判定是否设置防冲挡板（2）设计防冲挡板尺寸4、拉杆定距管设计（1）拉杆设计尺寸确定数量选取（2）定距管设计尺寸确定（一般取与换热管尺寸相同）长度确定（3）拉杆定距管布置示意图。

1换热器的设计步骤与计算
1换热器的设计步骤与计算
1.1给定的条件
(1)热流体的入口温度t1'、出口温度t1"；
(2)冷流体的入口温度t2'、出口温度t2"；
(3)需要换热器供给的热量Q。

1.2计算步骤
热平衡方程式是反映换热器内冷流体的吸热量与热流体的放热量之间的关系式。

由于换热器的热散失系数通常接近1，计算时不计算散热损失，则冷流体吸收热量与热流体放出热量相等，热平衡方程式中的热量Q是烘干机干燥粮食所需要的热量，换热器换出的热量必须等于该热量。

(2)计算平均温度差△tp
换热器进出口两处流体的温差分别为△t'和△t"
定性温度为流体主体温度在进、出口的算术平均值；受热时b=0．4，冷却时b=0．3。

2 在粮食干燥行业中。

换热器通常是分三组立式安装，下面举一个干燥行业中的具体示例分析
2．1 已知条件及流程
换热器的管子是φ40x2的无缝管，烟气走管内，空气走管外；假定前面烘干塔热量衡算知道，需要热量296x10（4）kcal／h；
2．2 求热交换工艺参数
所需管子根数n3
调整后数据如表2所示。

3 小结
从以上计算可知，在粮食干燥行业中，通过烘干机的设计计算得出烘干粮食所需的热量之后，再通过一系列的热量衡算和一系列的参数选择，所需列管换热器的传热面积及管长等其它尺寸是不难确定的。

不同的选择有不同的计算结果，设计者作出恰当的选择才能得到经济上合理、技术上可行的设计，或者通过多方案计算，从中选出最优方案。

近年来依靠计算机按规定的最优化程序进行自会寻优
的方法得到日益广泛的应用。

根据给定的原始条件，确定各股物料的进出口温度，计算换热器所需的传热面积，设计换热器的结构和尺寸，并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。

各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。

具体项目如下：设计要求：1.某工厂的苯车间，需将苯从其正常沸点被冷却到40℃；使用的冷却剂为冷却水，其进口温度为30℃，出口温度自定。

2.物料（苯）的处理量为1000 吨/日。

3.要求管程、壳程的压力降均小于30 kPa。

1、换热器类型的选择。

列管式换热器2、管程、壳程流体的安排。

水走管程，苯走壳程，原因有以下几点：1.苯的温度比较高，水的温度比较低，高温的适合走管程，低温适合走壳程2.传热系数比较大的适合走壳程，水传热系数比苯大3.干净的物流宜走壳程。

而易产生堵、结垢的物流宜走管程。

3、热负荷及冷却剂的消耗量。

=30℃，冷却介质的选用及其物性。

按已知条件给出，冷却介质为水，根进口温度t1=38℃，因此平均温度下冷却水物性如下：冷却水出口温度设计为t2=0.727Χ10-3Pa.s密度ρ=994kg/m3粘度μ2导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K)苯的物性如下：进口温度：80.1℃出口温度：40℃=1.15Χ10-3Pa.s密度ρ=880kg/m3粘度μ2导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K)苯处理量：1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s热负荷：Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W冷却水用量：Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s4、传热面积的计算。

平均温度差△t ′m =△t2−△t1ln △t2△t1=(80.1−38)−（40−30）ln 80.1−3840−30=27.2℃确定R 和P 值 R =T 1−T 2t 2−t 2=80.1−4038−30=5.01 P =t 2−t 1T 1−t 1=38−3080.1−30=0.16查阅《化工原理》上册203页得出温度校正系数为0.8，适合单壳程换热器，平均温度差为△tm=△t’m ×0.9=27.2×0.9=24.5由《化工原理》上册表4-1估算总传热系数K （估计）为400W/（m ²·℃） 估算所需要的传热面积：S 0=QK(估计)△t m=740000400×24.5=75m ²5、换热器结构尺寸的确定，包括： （1）传热管的直径、管长及管子根数；由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格Φ19mm ×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s所需要的管子数目：n =4V d iπu i=4×(11.57/880)3.14×0.7×0.0152=122.1，取n 为123管长：l ′=S 0nπd 0=75123×3.14×0.015=12.9m按商品管长系列规格，取管长L=4.5m ，选用三管程 管子的排列方式及管子与管板的连接方式:管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。

第2章工艺计算2.1设计原始数据2.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。

（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K,然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍（9）选取管长I。

（10）计算管数N T（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D j和壳程挡板形式及数量等（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积第2章工艺计算（16）计算流体流动阻力。

若阻力超过允许值，则需调整设计。

2.3确定物性数据 2.3.1定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在 p=7.22MPa t>295 C 情况下为蒸汽，所以在不考 虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。

对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

其壳程混合气体 的平均温度为：管程流体的定性温度:根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据2.3.2物性参数管程水在320C 下的有关物性数据如下：【参考 物性数据 无机 表1.10.1 ]表2 — 2壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]:【锅炉手册 饱和水蒸气表]t=420 2952357.5 °C(2-1 )T=310 3302320 C第2章工艺计算2.4估算传热面积 241热流量根据公式（2-1）计算：Q WC p t将已知数据代入 （2-1）得:Q WC p1 b=60000X 5.495 X 103 (330-310)/3600=1831666.67W式中：W 工艺流体的流量，kg/h ；C p1 ――工艺流体的定压比热容，kJ/疥K ; t 1 ――工艺流体的温差，C ；Q――热流量，W2.4.2平均传热温差根据化工原理4-45 公式（2-2）计算:按逆流计算将已知数据代入 （2-3）得:【化原 4-31a 】(2-2)t mt 1 t2t 1(2-3)Int2t mt1 t2t1ln420 330 310 295 ‘41.86C ,420 330In310 295第2章工艺计算式中： t m ――逆流的对数平均温差，C ；t i ――热流体进出口温差，c ； t 2 ――冷流体进出口温差，c ； 可按图2-1中（b ）所示进行计算。

一．概述在化工、石油炼制等工业生产中，换热器被广泛使用。

随着化工、炼油的迅速发展，各种新型换热器不断出现，一些传统的换热器的结构也在不断改进、更新。

今后换热器的发展趋势将是不断增加紧凑性、互换性，不断降低材料消耗，提高传热效率和各种比特性，提高操作和维护的便捷性二．确定设计方案1．流径安排2. 流向的选择三．选择换热器的类型1．热流量Q2、确定（t1,t2,T1,T2）,从而据定性温度确定物性数据3、选择换热器的类型（根据两流体温度之差）四．估算传热面积S1.平均传热温差：先按照纯逆流计算，查单壳程，偶数管程图得Ф，据（R，P）求出△tm= △tm逆×Ф2.传热面积 S可选取Ko =？W/(㎡k)，则估算的传热面积为S= Q/K△tm五．工艺结构尺寸1．管径和管内流速选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u=？m/s。

2．管程数和传热管根数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=Vs/( d2π/4)按单程管计算，所需的传热管长度为L=S/πd0 Ns根据本设计实际情况，采用非标设计，若取传热管长l=6m，则该换热器的管程数为Np= L/l传热管总根数Nt= Ns×Np4.传热管排列（说出理由）和分程方法常采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。

取管心距t=1.25d0，则t=1.25×25=31.25=32㎜隔板中心到离其最近一排管中心距离计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。

管数的分程方法，每程各有传热管Ns根。

5．壳体内径（看课本）另：采用多管程结构，壳体内径估算。

若取管板利用率η=0.75 ，则壳体内径为D=1.05t （圆整）6．折流板（若蒸汽冷凝不用算此项）采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为H=0.25×600=150m，故可取h=150mm取折流板间距B=0.3D，则B=0.3×600=180mm，可取B为200mm。

（完整版）换热器计算步骤..第2章工艺计算2.1设计原始数据表2—12.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。

（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍l（9）选取管长（10）计算管数NT（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等i（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。

若阻力超过允许值，则需调整设计。

第2章工艺计算2.3 确定物性数据2.3.1定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。

对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

其壳程混合气体的平均温度为：t=420295357.52+=℃（2-1）管程流体的定性温度：T=3103303202+=℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。

2.3.2 物性参数管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】表2—2壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】表2—32.4估算传热面积 2.4.1热流量根据公式（2-1）计算：p Q Wc t =? 【化原 4-31a 】（2-2）将已知数据代入（2-1）得：111p Q WC t =?=60000×5.495×310 (330-310)/3600=1831666.67W式中： 1W ——工艺流体的流量，kg/h ；1p C ——工艺流体的定压比热容，kJ/㎏.K ；1t ?——工艺流体的温差，℃；Q ——热流量，W 。

换热器设计计算步骤换热器是一种常见的工业设备，用于将热能从一个介质传递到另一个介质，常用于加热、冷却和蒸发等工艺过程。

其设计计算步骤主要包括确定换热器类型、计算换热面积、确定流体侧传热系数、确定传热效率等。

以下是详细的换热器设计计算步骤：1.确定换热器类型：根据实际使用需求和工艺要求，选择合适的换热器类型。

常见的换热器类型包括壳管式、板式、管束式、螺旋板式、翅片等。

2.了解工艺参数：确定进出口流体的温度、流量、压力以及物性参数。

3.确定传热方式：根据流体的性质和工艺要求，确定换热器的传热方式，包括对流、辐射和传导。

4.计算传热面积：根据换热器类型和流体侧的传热特性，计算所需的换热面积。

通常使用热平衡方程或对数平均温差法进行计算。

5.确定流体侧传热系数：根据流体侧的传热特性和工艺要求，选择合适的换热管材料、管型和管束结构，并计算流体侧的传热系数。

6.确定壳侧传热系数：根据壳侧、管侧流体的性质和工艺要求，选择合适的壳管布局和壳侧的传热系数。

7.确定传热效率：根据流体的传热系数、传热面积和对流热传输原理，计算换热器的传热效率。

8.设计换热器尺寸：根据以上计算结果和实际使用需求，确定换热器的尺寸和结构，包括管束长度、壳体直径、传热管的数量、壳程等。

9.选择材料和设备：根据工艺要求、介质性质和设计参数，选择合适的材料和设备，包括管束材料、密封材料、管板材料和支撑结构等。

10.制定操作规程：根据换热器的设计和实际使用情况，制定操作规程，包括换热器的开启、关闭、维护和清洁等程序。

总结起来，换热器设计计算步骤包括确定换热器类型、了解工艺参数、确定传热方式、计算传热面积、确定流体侧传热系数、确定壳侧传热系数、确定传热效率、设计换热器尺寸、选择材料和设备以及制定操作规程。

根据这些步骤进行设计计算，可以确保换热器的设计满足工艺要求，提供高效的热能传递。

第2章工艺计算2.1设计原始数据表2—12.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。

（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍l（9）选取管长（10）计算管数NT（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等i（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。

若阻力超过允许值，则需调整设计。

2.3 确定物性数据2.3.1定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。

对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

其壳程混合气体的平均温度为：t=420295357.52+=℃（2-1）管程流体的定性温度：T=3103303202+=℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。

2.3.2 物性参数管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】表2—2壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】表2—32.4估算传热面积 2.4.1热流量根据公式（2-1）计算：p Q Wc t =∆ 【化原 4-31a 】 （2-2）将已知数据代入 （2-1）得：111p Q WC t =∆=60000×5.495×310 (330-310)/3600=1831666.67W式中： 1W ——工艺流体的流量，kg/h ；1p C ——工艺流体的定压比热容，kJ/㎏.K ；1t ∆——工艺流体的温差，℃；Q ——热流量，W 。

换热器设计计算步骤1. 管外自然对流换热2. 管外强制对流换热3. 管外凝结换热已知：管程油水混合物流量 G ( m 3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t 1’, 油水混合物出口温度 t 2” ℃。

1. 管外自然对流换热1.1 壁面温度设定首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，t w ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。

"w 11t ()2t t =+1.2 定性温度和物性参数计算管程外为水，其定性温度为1()K -℃21()2w t t t =+管程外为油水混合物，定性温度为'2t ℃''"2111()2t t t =+根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值一般需要查出的为密度ρ (3/kg m ),导热系数λ(/())W m K ∙，运动粘度2(/)m s ，体积膨胀系数a 1()K -，普朗特数Pr 。

表1 油水物性参数表水t ρλvaPr10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.52 20 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.02 30 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.42 40 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.31 50 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.54 60 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.99 70 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.55 80 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.21 90 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95 100958.40.6830.0000002950.000751.75油t ρλva Pr10 898.8 0.1441 0.0005646591 20 892.7 0.1432 0.00028 0.000693335 30 886.6 0.1423 0.000153 1859 40 880.6 0.1414 9.07E-05 1121 50 874.6 0.1405 5.74E-05 723 60 868.8 0.1396 3.84E-05 493 70 863.1 0.1387 0.000027 354 80 857.4 0.1379 1.97E-05 263 90 851.8 0.137 1.49E-05 203 100846.20.13611.15E-051601.3 设计总传热量和实际换热量计算0m v Q Cq t Cq t ρ=∆=∆v v C q t C q t αρβρ=∆+∆油油水水C 为比热容/()j kg K ∙，v q 为总体积流量3/ms ，αβ分别为在油水混合物中油和水所占的百分比，t ∆油水混合物温差，m q 为总的质量流量/kg s 。

设计过程中所需掌握的知识点如下：•估计传热面积
•单位时间内的传热量Q 的计算
•原有流量Wc 的计算
•传热平均温度差△t m的计算
•△t m逆的计算
•校正系数φ的确定
•△t m的计算
•总传热系数K 的确定
•估算传热面积A
•初选换热器型号
•初选换热器型号
•管内流速的选取和管子规格的选择•单程管数的计算
•管长I 的管理
•管程数N p的确定和总管数N t的计算（二）核算阻力压降
•管程阻力压降△P i的计算
•管程流通面积S i的计算
•管内流速U1的计算
•管内雷诺数Re i的计算
•摩擦系数λ的确定
•管程结垢校正系数f i的选取
•△P i的计算
•壳程阻力压降△P 0的计算
•选取折流挡板和挡板间距h
•折流挡板数N B 的计算
•壳程流通面积S o 的计算
•壳程流速U o的计算
•当量直径de o的计算
•壳程雷诺数Re 0和λ 0的计算
•△P 0的计算
•核算传热面积
•管程对流传热系数α i的计算
•壳程对流传热系数α 0的计算
•总传热系数K 计的计算
•传热面积A 计的计算。

第2章工艺计算2.1设计原始数据表2—12.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。

（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍l（9）选取管长（10）计算管数NT（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等i（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。

若阻力超过允许值，则需调整设计。

第2章工艺计算2.3 确定物性数据2.3.1定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。

对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

其壳程混合气体的平均温度为：t=420295357.52+=℃（2-1）管程流体的定性温度：T=3103303202+=℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。

2.3.2 物性参数管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】表2—2壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】表2—32.4估算传热面积 2.4.1热流量根据公式（2-1）计算：p Q Wc t =∆ 【化原 4-31a 】 （2-2）将已知数据代入 （2-1）得：111p Q WC t =∆=60000×5.495×310 (330-310)/3600=1831666.67W式中： 1W ——工艺流体的流量，kg/h ；1p C ——工艺流体的定压比热容，kJ/㎏.K ；1t ∆——工艺流体的温差，℃；Q ——热流量，W 。