换热器计算书

热管换热器设计计算1 确定换热器工作参数1.1 确定烟气进出口温度t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度t 2c，饱和蒸汽压力p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180C .空气入口温度t 1c.所选取的各参数值如下：2 确定换热器结构参数2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度： t f =t 1+t 22=420°C+200°C2=310°C在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出：烟气入口处： t i =t 1+t 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=56°C选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C o o ，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。

2.2 确定热管尺寸对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径d v =1.64√Q cr(ρv p v )12根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW ，在t o =56°C 启动时ρv =0.1113kg/m 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m因此 d v =√1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄=13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i管壳厚度计算由式][200d P S iV式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm ,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm故 0.896mm 3.52000.02228.5S考虑安全因素，取 1.5S mm ,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f . 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一般为热管外径的一半），厚度选在0.3~1.2mm 为宜，应保证翅片效率在0.8以上为好.翅片间距对干净气流取2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n每米长翅片热管光管外表面积o o A d 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.0252.3 确定换热器结构将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距S ′=(1.2~1.5)d f 取S ′=70mm 。

热管换热器设计计算1 确定换热器工作参数1.1 确定烟气进出口温度t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度t 2c，饱和蒸汽压力p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180C .空气入口温度t 1c.所选取的各参数值如下：2 确定换热器结构参数2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度： t f =t 1+t 22=420°C+200°C2=310°C在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出：烟气入口处： t i =t 1+t 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=56°C选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C ，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。

2.2 确定热管尺寸对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径d v =1.64√Q cr(ρv p v )12根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW =，在t o =56°C 启动时ρv =0.1113kg/m 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent =kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m δ-=⨯因此 d v =√1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄=13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i =管壳厚度计算由式][200d P S iV σ=式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm σ=,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm σσ==故 0.896mm 3.52000.02228.5S =⨯⨯=考虑安全因素，取 1.5S mm =,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f =⨯+=+=. 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一般为热管外径的一半），厚度选在0.3~1.2mm 为宜，应保证翅片效率在0.8以上为好.翅片间距对干净气流取2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm δ=+=+= 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S === 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n ππδ=⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n πδ=⋅⋅-⋅每米长翅片热管光管外表面积o o A d π=⋅ 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d ππδπδβπ⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅+⋅⋅-⋅+==⋅22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.025⨯-+⨯⨯+⨯-==2.3 确定换热器结构将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距S ′=(1.2~1.5)d f 取S ′=70mm 。

换热器计算书讲详细一点,具体步骤如下:1,确定热负荷,手算机算均可,关键是用户提供数据要全,流量,组分,温度,压力,石油馏分要有D86分割数据;2,确定定性温度,层流为进出口的平均温度,紊流为40%入+60%出口温度; 3,确定在性温度下的两侧流体物性:比热,粘度,导热系数,4,冷凝再沸的要有表面张力,及热释放曲线(里面含干度及比焓,压力依存关系等); 5,确定基管尺寸及材质,两侧污垢系数;6,确定筒体大小及程数等,及换热器型式(T E M A或G B151);7,确定逆或顺流(看是否防止基管壁温过高,或是否存在温度交叉)8,计算对数平均温差;9,计算R,P值,查图或计算F T值;10,FT值小于0.8则用多壳程串联型式;11,计算管程内雷诺数,普郎特数,传热J因子,温度较正因子等(此步要迭代,气体一般不需要),再计算出传热系数;12,计算壳体当量直径,其它如管程,但要特别考虑折流板布置及板间距;注:有冷凝或再沸,有预热或过热的要分段计算,壁温与流体平均温差要迭代出来; 13,有内外翅片的或波节管等强化传热的要计算翅片效率及翅片表面膜传热系数等; 14,计算总K;15,面积F=Q/(K*FT*M DT),再比较换热面积裕量,并验算壁温,16,校核两侧阻力;17,校核两侧介质流速;18,考虑零部件的加工制造,运输及安装等等之类!上面仅仅是管壳式换热器的计算,换热器种类太多,最好用专业软件,但必需知道其中的道理,故推荐先手算或机算!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(m3/d)，管程管道长度L(m)，管子外径do(m)，管子内径d i (m)，热水温度t ?，油水混合物进口温度t1’, 油水混合物出口温度t2” ?。

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，tw?，热水温度为t ?，油水混合进口温度为?，油水混合物出口温度为?。

热力计算书使用单位：一已知条件：高温水进口温度：t1150高温水出口温度：t250高温水流量：W16低温水进口温度：t1'40低温水出口温度：t2'80低温水流量：W215.00二计算数据1传热量Q=W×1000×(t1-t2)600000 2对数温差150508040T1=70T2=10ΔTm=(T1-T2)/Ln(T1/T2)=30.83 3传热系数 K=1950 4传热面积 F=Q/(K×ΔTm)=9.98 510%面积裕量 F'=F*1.1=10.98 6实取换热面积8.60 7实取换热面积裕量-13.87三管程计算高温水流量t/h6高温水进口温度 t1℃150高温水出口温度 t2℃50高温水进口比容m3/kg0.0010904高温水出口比容m3/kg0.0010119体积水流量m3/s0.001751917换热管规格mm19换热管壁厚mm1换热管数量根50换热管长度m3换热管程数2管板厚度mm60换热面积m28.60壳体公称直径mm1200.00单程换热管流通面积m20.005674502换热管内流速m/s0.30873489接管内流速m/s2接管进口DN16接管进口(圆整)DN200四壳程计算低温水流量t/h15.00低温水进口温度 t1℃40低温水出口温度 t2℃80低温水进口比容m3/kg0.001029低温水出口比容m3/kg0.00103245体积水流量m3/s0.004294688壳程流速m/s0.005442093换热器程数1接管内流速m/s 1.8接管进口DN27接管进口(圆整)DN200五管程阻力计算：流量 Q t/h用户给定 6.00体积水流量m3/s 1.777E-03高温水进口比容m3/kg0.0010928高温水出口比容m3/kg0.001039769流体密度 ρkg/m3937.835921流体运动粘度 γm2/s用户给定 3.6663E-07一程换热管根数 N n25换热管内径 d0m0.017流速 u m/s u=Q/(N*PI()*d*d0/4)=0.30873489雷诺数 R e Re=d0*u/γ=14315.6989摩擦系数λ湍流时 λ=0.3164/(Re^0.25)0.02892566流体流经的直管段 L m换热管直段m L= 3管程流体直管段流阻 △p1Pa△P=λ*L*ρ*u^21/(2*d)228.151831流体回弯处压降 △p2Pa△P2=3*ρ*u^2/2134.087886管程分程数 N p2串联的壳程数 N S1结构校正因数 F t 1.5管程总阻力∑△ p i MPa∑△Pi=(△P+△P2)1*F t*N S*N P0.00108672六壳程阻力计算管子排列校正因数 F0.5流量 Q t/h用户给定15.00体积水流量m3/s 4.295E-03高温水进口比容m3/kg0.001029高温水出口比容m3/kg0.00103245流体密度 ρkg/m3970.190885折流板间距 h m0.75壳体内直径 D m 1.2横过管束中心线的管数 n c m3/h正三角形排列的n c=1.1*(n总^0.5)7.77817459管子外径 d0m0.019壳程流通面积 A0m2A0=h(D-n C d0)/20.78916101壳程流速 u0m/s u0=Q/(A0*36000)0.00544209壳程流体粘度 γm2/s0.00000054壳程雷诺数 Re R=d0*u0/γ191.481045壳程摩擦系数 f0f0=5.0*Re^(-0.223) 1.54901618折流板数 N B9流体横过管束时压降△p1/Pa△p1/ =F*f*u0*(N B+1)*1000*u0^2/20.00062416流体过折流板缺口压降△p1/Pa△p2/ =NB*(3.5-2*h/D)*1000*u0^2/20.29986579壳程结垢校正系数 Fs液体 1.15壳程 流体阻力 △p1/Pa∑△p0/ =(△P1/+△P2/)*Fs*Ns0.34556344(= 3.4556E-07七传热校核计算管程水Pr数: 4.331管程水导热系数W/m.kλ0.6072管程Nu系数Nu=0.023*Re0.8*Pr0.487.2997812管程给热系数a1a1=Nu*λ/d13118.14277壳程水Pr数: 3.563壳程水导热系数W/m.kλ0.643壳程Nu系数Nu=0.33*Re0.6*Pr0.33 6.55071786壳程给热系数a2a2=Nu*λ/d1221.690083管子导热系数λ116.3计算总传热系数k11/(1/a1+1/a2+0.002/λ1+0.0000)202.312222考虑污垢85%后,总传热系数k0.85*k1172=(148八结论该换热器满足使用要求℃℃t/h℃℃t/hkcal/h2512200Kj/h751.8319吨标准煤375916元751831.9℃kcal/m2h℃m2m2m2%)MPakcal/m2.h.℃)元。

热管换热器设计计算1 确定换热器工作参数1.1 确定烟气进出口温度t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度t 2c，饱和蒸汽压力p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180C .空气入口温度t 1c.所选取的各参数值如下：2 确定换热器结构参数2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度： t f =t 1+t 22=420°C+200°C2=310°C在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出：烟气入口处： t i =t 1+t 2c ×45=420°C+152°C×45=180°C 烟气出口处：t o =t 2+t 1c ×45=200°C+20°C×45=56°C选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C ，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。

2.2 确定热管尺寸对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径d v =1.64√Q cr(ρv p v )12根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW =，在t o =56°C 启动时ρv =0.1113kg/m 3p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg因此 d v =1.64√Q cr(ρv p v )12=10.3mm由携带极限确定所要求的管径d v =√1.78×Q entπ∙r(ρL −14⁄+ρv −14⁄)−2[gδ(ρL−ρv ]14⁄ 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent =kw 管内工作温度 t i =180℃时ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3r =2013kJ/kg4431.010/N m δ-=⨯因此 d v =√1.78×4π×2013×(886.9−14⁄+5.16−14⁄)−2[g×431.0×10−4(886.9−5.160)]14⁄=13.6mm考虑到安全因素，最后选定热管的内径为m m 22d i =管壳厚度计算由式][200d P S iV σ=式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm σ=,而2MAX 1[] 3.5/4kg mm σσ==故 0.896mm 3.52000.02228.5S =⨯⨯=考虑安全因素，取 1.5S mm =,管壳外径:m m 25.51222S 2d d i f =⨯+=+=. 通常热管外径为25~38mm 时，翅片高度选10~17mm （一般为热管外径的一半），厚度选在0.3~1.2mm 为宜，应保证翅片效率在0.8以上为好.翅片间距对干净气流取2.5~4mm ；积灰严重时取6~12mm ，并配装吹灰装置.综上所述，热管参数如下：翅片节距：'415f f f S S mm δ=+=+= 每米热管长的翅片数：'10001000200/5f f n m S === 肋化系数的计算：每米长翅片热管翅片表面积22[2()]14f f o f f f A d d d n ππδ=⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅每米长翅片热管翅片之间光管面积(1)r o f f A d n πδ=⋅⋅-⋅每米长翅片热管光管外表面积o o A d π=⋅ 肋化系数：22[2()]1(1)4f o f f f o f f f rood d d n d n A A A d ππδπδβπ⨯⨯-+⋅⋅⋅⋅+⋅⋅-⋅+==⋅22[0.5(0.050.025)0.050.001]2000.025(10.2)8.70.025⨯-+⨯⨯+⨯-==2.3 确定换热器结构将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距S ′=(1.2~1.5)d f 取S ′=70mm 。

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：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 ︒=110'12.水出口温度:C t ︒=90"1：3.氨进口温度：C t ︒=15'24.氨出口温度：C t ︒=38"25.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 =1.7514.氨的定性温度：C t t t m ︒=+=''+'=26.5238152222 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=0.9821.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)(33'1"222=⨯⨯⨯=-= 23.逆流时算数平均温差：C t t t ︒=-=-=∆751590'2''1max C t t t ︒=-=-=∆7238110''2'1minC t t t c m ︒==∆-∆=∆73.497275ln 72-752min max ,124.参数P 及R ：242.015-10115-38'2'1'2''1==--=t t t t P0.870153890110'2''2''1'1=--=--=t t t t R25.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=︒⨯=∆⋅=∆ϕ3.4以外径为准，估算传热面积及传热面结构 27.初选传热系数：)/(11002'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⨯φ30.管程内水的流速：s m /1.52=ω31.管程所需流通截面：2222009662.01.54.95898.13m M A t =⨯==ωρ32.每程管数：3130.7702.0009662.04422≈=⨯⨯==ππi t d A n ，取31根管子 33.每根管长：m d nZ F l o t 0.349.2025.0231.3341'≈=⨯⨯⨯==ππ,取标准管长3.0m34.管子的排列方式：等边三角形。

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5—D01—1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名 ： 2万吨/年甲醇烷基化制芳烃工业化试验装置PROJECT图 号: bysj —01 DWG NO.设计单位：DESIGNERU 形管式换热器筒体计算结果计算单位宁夏宝塔石化集团设计院(有限公司） 计算条件筒体简图计算压力 P c 0.60MPa 设计温度 t 150.00C 内径D i 500。

00mm 材料Q245R （ 板材 ）试验温度许用应力 148.00MPa 设计温度许用应力 140。

00MPa 试验温度下屈服点 s 245。

00MPa 钢板负偏差 C 1 0。

30mm 腐蚀裕量 C 23。

00mm 焊接接头系数0。

85厚度及重量计算 计算厚度 =P D P c i t c2[]σφ- = 1。

26mm 有效厚度 e=n - C 1- C 2= 6.70 mm 名义厚度n = 10。

00mm 重量377。

31Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1。

25P [][]σσt= 0。

7929 (或由用户输入） MPa压力试验允许通过 的应力水平 TT0.90 s =220.50MPa试验压力下 圆筒的应力 T =p D T i e e .().+δδφ2 = 35。

27MPa 校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ］= 2δσφδe t i e []()D += 3。

14703MPa 设计温度下计算应力t =P D c i e e()+δδ2= 22。

69 MPa t119.00MPa校核条件 t≥t结论合格前端管箱筒体计算结果计算单位宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司） 计算条件筒体简图计算压力 P c 0。

60MPa 设计温度 t 280.00C 内径D i 500.00mm 材料Q245R （ 板材 ）试验温度许用应力 148。

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN工程名：2万吨/年甲醇烷基化制芳烃工业化试验装置PROJECT设备位号：ITEM设备名称：再生器冷却器EQUIPMENT图号： bysj-01DWG NO。

设计单位：DESIGNERU 形管式换热器筒体计算结果计算单位 宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司）计算条件筒体简图计算压力 P c 0.60MPa 设计温度 t 150.00︒ C 内径 D i 500.00mm 材料Q245R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ]148.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t140.00MPa 试验温度下屈服点 σs 245.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 3.00mm 焊接接头系数 φ0.85厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 1.26mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 6.70 mm 名义厚度 δn = 10.00mm 重量377.31Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 0.7929 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 220.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 35.27 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 3.14703MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 22.69 MPa [σ]tφ 119.00 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格前端管箱筒体计算结果计算单位 宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司）计算条件筒体简图计算压力 P c 0.60MPa 设计温度 t 280.00︒ C 内径 D i 500.00mm 材料Q245R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ]148.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t111.60MPa 试验温度下屈服点 σs 245.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 2.00mm 焊接接头系数 φ0.85厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 1.59mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 9.70 mm 名义厚度 δn = 12.00mm 重量77.27Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 0.9245 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 220.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 28.58 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 3.61052MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 15.76 MPa [σ]tφ 94.86 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格前端管箱封头计算结果计算单位宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司）计算条件椭圆封头简图计算压力P c 0.60 MPa设计温度 t 280.00 ︒ C内径D i 500.00 mm曲面高度h i 125.00 mm材料 Q245R (板材)设计温度许用应力[σ]t 111.60 MPa试验温度许用应力[σ] 148.00 MPa钢板负偏差C1 0.30 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 0.85厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 1.58mm有效厚度δe =δn - C1- C2=9.70mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =12.00mm结论满足最小厚度要求重量29.96 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 3.64521MPa结论合格后端封头计算结果计算单位宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司）计算条件椭圆封头简图计算压力P c 0.60 MPa设计温度 t 150.00 ︒ C内径D i 500.00 mm曲面高度h i 125.00 mm材料 Q245R (板材)设计温度许用应力[σ]t 140.00 MPa试验温度许用应力[σ] 148.00 MPa钢板负偏差C1 0.30 mm腐蚀裕量C2 3.00 mm焊接接头系数φ 0.85厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 1.26mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 6.70mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =10.00mm结论满足最小厚度要求重量24.74 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 3.16797MPa结论合格前端管箱法兰计算结果计算单位宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司）设 计 条 件简 图 设计压力 p 0.600 MPa 计算压力 p c 0.600 MPa 设计温度 t 280.0 ︒ C 轴向外载荷 F 0.0 N 外力矩 M 0.0 N .mm 壳 材料名称Q245R 体 许用应力 nt []σ111.6 MPa 法 材料名称 20 许用[σ]f 152.0 MPa 兰 应力 [σ]tf 105.6 MPa 材料名称40Cr 螺 许用[σ]b 196.0 MPa 应力[σ]t b159.0 MPa 栓 公称直径 d B20.0 mm 螺栓根径 d 1 17.3 mm 数量 n 24个D i 500.0 D o 640.0垫 结构尺寸 D b 600.0 D 外554.0 D 内 522.0 δ0 12.0 mm L e 20.0 L A 28.0 h 25.0 δ122.0材料类型 软垫片 N16.0m 3.75 y (MPa) 52.4 压紧面形状1a,1bb 7.16 D G 539.7片 b 0≤6.4mm b = b 0b 0≤6.4mm D G = ( D 外+D 内 )/2b 0 > 6.4mm b =2.530bb 0 > 6.4mm D G = D 外 - 2b螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a W a = πbD G y = 635754.2 N 操作状态下需要的最小螺栓载荷W p W p = F p + F = 191851.7N 所需螺栓总截面积 A m A m = max (A p ,A a ) = 3243.6mm 2实际使用螺栓总截面积 A bA b = 214d n π = 5637.6 mm 2力 矩 计 算 操 F D = 0.785i 2Dp c= 117750.0NL D = L A + 0.5δ1 = 39.0mmM D = F D L D= 4592250.5 N .mm 作F G = F p = 54569.6 N L G = 0.5 ( D b - D G ) = 30.2 mmM G = F G L G= 1645595.5 N .mm M pF T = F -F D = 19435.0 N L T =0.5(L A + δ1 + LG ) = 40.1 mmM T = F T L T= 778915.9N .mm外压: M p = F D (L D - L G )+F T (L T -L G ); 内压: M p = M D +M G +M T M p = 7016762.0N .mm 预紧M aW = 870358.6 NL G = 30.2 mm M a =W L G = 26246460.0N .mm 计算力矩 M o = M p 与M a [σ]f t /[σ]f 中大者 M o = 18234382.0N .mm。

标题：ggh换热器计算书一、设备概述本设备为一款ggh（管壳式）换热器，用于在一定温度和压力条件下，对两种流体进行热交换。

设备的主要组成部分包括：壳体、管板、传热管、隔板、密封垫等。

二、设计参数1. 设备型号：GGH-250/400，表示为管壳式换热器，规格为250mm内径×400mm高。

2. 工作压力：设备的工作压力为15bar。

3. 工作温度：设备的工作温度范围为-5℃～+50℃，可根据实际需要调整。

4. 传热面积：设备总传热面积为6m2。

5. 流体物性：流体A为水，流体B为油，其物理性质分别如下：流体A密度为1kg/L，黏度为0.01Pa·s；流体B密度为0.8kg/L，黏度为0.3Pa·s。

三、计算过程1. 传热面积计算：根据设备规格和流体性质，选用适宜的传热面积。

本次设计选取总传热面积为6m2。

2. 传热系数计算：根据流体性质和设备规格，选择适宜的传热系数，以确保换热效果良好。

本次设计选取传热系数为6000W/(m2·℃)。

3. 确定传热系数后，根据传热公式（Q=KAΔT），可计算出所需的换热面积。

其中，Q为换热量，K为传热系数，A为传热面积，ΔT为冷热流体的温差。

4. 根据实际需要，对设备进行优化设计，包括隔板、密封垫等部件的选型和布局。

四、结果分析经过计算和优化，本次设计的ggh换热器满足工作条件和性能要求，能够实现良好的热交换效果。

预计设备的换热效率较高，使用寿命较长。

五、结论本次设计的ggh换热器满足设计参数和工作条件要求，具有良好的换热效果和稳定性。

建议在实际使用中注意维护保养，确保设备的正常运行。

如有任何疑问或建议，请及时联系我们。

换热器设计计算书(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--23设计计算书1、流体流经的确定由于原油粘度比较大，根据化工原理P280第⑦点，选择原油走壳程，柴油走管程。

2、根据传热任务计算热负荷QW t t c W Q pc c 6.1085455)70110(1020.2360044405)(312=-⨯⨯⨯=-=3、液体两端温度的确定由热平衡可知)()(2112T T c W t t c W ph h pc c -=- 所以Cc W t t c W T T phh pc c 。

1291048.234270)70110(1020.244405175)(331212=⨯⨯-⨯⨯⨯-=--=管程中柴油的定性温度m T 为4C T m 。

1522129175=+=壳程中原油的定性温度m t 为 C t m 。

90211070=+=两流体的平均温差，暂按单壳程，多管程进行计算，逆流时平均温差为Ct t T t T t T t T m。

0.6211017570129ln )110175()70129(ln )()('21122112=-----=-----=∆ 而 38.070175701701112=--=--=t T t t P 3.1701101291751221=--=--=t t T T R5按单壳程结构，查化工原理图4-19得 86.0=∆t ϕ，所以平均传热温差m t ∆为Ct t m t m。

3.530.6286.0'=⨯=∆∆∆=ϕ4、管壳式换热器类型的确定 （1）计算估算的传热面积估A假设总传热系数)2/(175'C m W K 。

⋅=则估算的传热面积估A 为24.1163.531756.1085455'm tm K Q A =⨯=∆=估（2）根据估A 初选标准换热器选用m m m m 5.225⨯φ较高级冷拔传热管（碳钢）。