甲醇加热器设计说明书 .wps 2
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甲醇加热器设计说明书班级:过控084姓名:安文亮李耀军陈治武刘海成谢庆峰刘鹏河日期:指导教师:邢进设计成绩日期目录一、方案简介 (3)二、方案设计 (4)1、确定设计方案 (4)2、确定物性数据 (4)3、计算总传热系数 (4)4、计算传热面积 (5)5、工艺结构尺寸 (5)6、换热器核算 (7)三、主要构件的设计计算及选型 (11)1、壳体 (11)2、垫圈的选择 (11)3、法兰选择 (12)4、封头设计 (12)5、支座的设计 (13)6、管板设计 (13)四、换热器主要结构尺寸和计算结果表 (13)五、设计总结 (17)六、参考文献 (18)一、方案简介本设计任务是利用热流体(水蒸汽)给甲醇蒸汽加热。
利用热传递过程中对流传热原则,制成换热器,以供生产需要。
下图(图1)是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。
换热器分为几大类:夹套式换热器,沉浸式蛇管换热器,喷淋式换热器,套管式换热器,螺旋板式换热器,板翅式换热器,热管式换热器,列管式换热器等。
不同的换热器适用于不同的场合。
而列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。
尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
所以首选列管式换热器作为设计基础。
二、方案设计用420K的饱和水蒸汽加热甲醇燃料气,甲醇处理量为2500kg/h,甲醇由338K 上升到393K。
设计条件:1.两侧污垢热阻为1/8700 m2.热损失5%。
3.初设K=58.21.确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度420K,出口温度420K。
冷流体进口温度338K,出口温度393K。
从两流体温度来看,估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用固定管板式换热器。
(2)流动空间及流速的确定由于该换热器是具有饱和蒸汽冷凝的换热器,且蒸汽较清洁,它对清洗无要求,故应使用水蒸汽走壳程,以便排除冷凝液。
化工原理课程设计——甲醇加热器的设计班级:过控114班姓名:辛霖学号:2011112083指导教师:佟白日期:2013.8.19~9.1目录一、简介 (1)二、设计任务书 (2)三、工艺计算 (3)3.1 确定设计方案 (3)3.2 确定物性数据 (3)3.3 计算中涉及到的符号说明 (4)3.4 估算传热面积 (4)3.5 工艺结构尺寸 (6)四、换热器计算 (8)4.1 传热能力核算 (8)4.2 壁温核算 (9)4.3 核算压强降 (10)五、设备参数计算 (12)5.1 壳体壁厚 (12)5.2 接管法兰 (13)5.3 设备法兰 (13)5.4 封头设计 (14)5.5 支座设计 (15)5.6 换热器主要结构尺寸和计算结果表 (16)六、参考文献 (18)七、设计总结 (19)一、方案简介本设计任务是利用热流体(水蒸汽)给甲醇蒸汽加热。
利用热传递过程中对流传热原则,制成换热器,以供生产需要。
下图(图1)是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。
换热器分为几大类:夹套式换热器,沉浸式蛇管换热器,喷淋式换热器,套管式换热器,螺旋板式换热器,板翅式换热器,热管式换热器,列管式换热器等。
不同的换热器适用于不同的场合。
而列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。
尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
所以首选列管式换热器作为设计基础。
二、设计任务书齐齐哈尔大学化工原理课程设计任务书专业:过程装备与控制工程班级:过控114班姓名:辛霖设计日期:2013.8.19~9.1设计题目:甲醇加热器设计用420K的饱和水蒸汽加热甲醇燃料气,甲醇处理量为2500kg/h,甲醇由338K上升到393K。
设计条件:1.两侧污垢热阻为1/8700 m2·℃/K2.热损失3%。
3.初设K=58.2W/m²℃设计要求:1.设计满足以上条件的换热器,并写出设计说明书2.根据所选换热器,画出设备装配图指导教师:佟白2013年8月19日三、工艺计算3.1 确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度420K,出口温度420K。
甲醇■甲醇换热器II的设计第一部分设计任务书一,设计题目甲醇-甲醇换热器II的设计二,设计任务1,热交换量:8029.39kw2,设备形式:长绕管式换热器三,操作条件①甲醇:入口温度7.83°C,出口温度-31.68°C②甲醇:入口温度-37.68°C,出口温度1.00°C③允许压强降:管侧不大于1.5*105pa壳侧不大于2.9*10’pa. 四,设计内容①设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。
②换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积和传热系数。
③换热器的主要结构尺寸设计。
④主要辅助设备选型。
⑤绘制换热器总装配图。
第二部分换热器设计理论计算1,计算并初选换热器的规格(1) 两流体均不发生相变的传热过程,管程,壳程的介质均为 甲醇。
(2) 确定流体的定性温度,物性数据。
管程介质为甲醇,入口温度为7.83°C,出口温度-31.68°Co壳程介质也为甲醇,入口温度・37.68°C,出口温度1.00°Co 管侧甲醇的定性温度:打=7兀:型=-H.925 °C 。
2壳侧的甲醇定性温度:仏=二门卑V —1&34°C 。
2两流体在定性温度下的物性数据:⑶传热温差△ _ 7厂力)一72一" _ (7.83-1)-[-31.8 — (-37.68)] _6.83-6 —钳% °C 」厂T- 7・83-(一31・68)_39・51r-f "1-(-37.68) ~ 38.68 ")p=hzk= 1—(—37S)=坯=085「-匕 7.83-(-37.68)45.51…由R 和P 查图得到校正系数为:处ul,所以校正后的温度为=^=6.406°C (查传热课本 P288),6.83In -----6[-31.8-(-37.68)](4)计算热负荷QQ =MiCp」T 厂「) = 312379.8 * 2.345 * 39.51 / 3600 = 8039.524k w(5)初步选择换热器的规格:根据传热温差的大小,传热介质的性质以及结垢清洗要求等条件选择适宜的换热器。
第一章.加热器设计第一节.设计课题换热器是广泛应于化工、油化工、动力、医药、冶金、轻工等行业的一种通用设备。
换热器的种类繁多.若按其传热面的形状和结构分类可分为:管型、板型和其他形式换热器.而管型换热器又可分为蛇管式换热器、套管式换热器、管壳式换热器.板式换热器可分为螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器。
其它型式的换热器是为了满足一种特殊要求而出现的换热器,如回转式换热器、热管式换热器等.在众多类型的换热器中,管壳式换热器是用的最多的一种换热设备类型。
管壳式换热器的应用已有很久远的历史,现在,它被作为一种传统的标准换热设备在许多工业部门大量使用,尤其是在化工、石油、能源等行业中使用更为广泛。
一般说来,管壳式换热器制造容易,生产成本低,选材范围广,清洗方便,适用性强,处理工作量大,工作可靠,且能适应高温高压,虽然它在结构紧凑性,传热强度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比。
但由于它具有前述的一些优点,因而在化工、石油、能源等行业的应用仍处于主导地位.随着新型高效传热管的不断出现,使得管壳式换热器的应用范围不断扩大,更增加了管壳式换热器的新的生命力。
因此,本设计选用管壳式换热器作为设备设计。
传热设备可以按类型命名,也可按它的功能命名,如加热器、冷凝器、再沸器、蒸发器、过热器等。
本设计的课题是:第一节传热设计一.流动空间的选择.要使换热器正常而有效的操作,就必须慎重地选择流动空间。
1. 流动空间的选择:(1).要尽量地增加控制K值的最小传热系数a的数值。
(2).要尽量减少价格贵的耐蚀材料的消耗。
(3).要便于清洁。
(4).要使沉淀物不易析出。
(5).要减少热应力。
(6).要减少热损失。
(7).要使流体的流入,分配与流出都方便。
此外,易析出结晶,沉淀以及其他沉淀物的流体,最好通入比较更容易进行机械清洗的空间。
在管壳式换热器中,一般易清洗的是管内空间,但在U型管、浮头式换热器中,以及在沉淀式和喷淋式换热器中易清洗的都是管外空间。
甲醇预热器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解甲醇预热器的基本概念、工作原理及其在化工生产中的应用。
2. 学生能够掌握甲醇预热器的主要结构、操作流程及维护保养方法。
3. 学生能够了解甲醇预热器在提高能源利用效率、降低能耗方面的作用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析甲醇预热器在实际生产中可能出现的问题,并提出合理的解决方案。
2. 学生能够通过实际操作,熟练掌握甲醇预热器的启停、调试和运行流程。
3. 学生能够运用数据处理软件,对甲醇预热器的运行数据进行分析,评估设备性能。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对化学工程设备的好奇心与探究精神,提高学习兴趣。
2. 学生树立安全意识,认识到化工生产中设备安全、节能降耗的重要性。
3. 学生培养团队合作精神,学会与他人共同分析问题、解决问题,为我国化工事业做出贡献。
课程性质分析:本课程为化学工程与工艺专业课程,旨在使学生掌握甲醇预热器的基本知识、操作技能,提高实际工程应用能力。
学生特点分析:学生已具备一定的化学基础和工程知识,具有较强的动手能力和一定的数据分析能力。
教学要求:1. 结合实际案例,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 创设情境,激发学生的探究兴趣,培养学生的创新思维。
3. 强化团队合作,提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 甲醇预热器的基本概念:包括预热器的作用、分类及其在化工生产中的应用。
2. 甲醇预热器的工作原理:重点讲解热交换原理、热量传递方式及其在提高能源利用效率方面的作用。
3. 甲醇预热器的主要结构:介绍预热器的结构组成、材料选择及其在设备性能方面的影响。
4. 甲醇预热器的操作流程:详细讲解设备的启停、调试、运行及维护保养方法。
5. 甲醇预热器的故障分析与处理:分析设备运行过程中可能出现的故障,探讨解决方案和预防措施。
6. 甲醇预热器的运行数据评估:运用数据处理软件,对设备运行数据进行收集、分析和评估。
甲醇取暖炉标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述甲醇取暖炉作为一种新型环保取暖设备,其应用在冬季取暖领域逐渐得到广泛关注。
随着社会对环保、节能和安全要求的提高,甲醇取暖炉优势逐渐凸显,成为替代传统取暖方式的重要选择。
因此,制定相关的甲醇取暖炉标准至关重要,不仅可以规范产品质量,保障用户安全,还可以推动该行业的发展和壮大。
本文将针对甲醇取暖炉的标准化要求进行详细介绍,希望能够为促进行业发展、推动技术升级提供一定的参考和借鉴。
1.2 文章结构本文主要包括三个部分:引言、正文和结论。
在引言部分,将会对甲醇取暖炉的定义、优势以及标准化要求进行介绍。
在正文部分将详细探讨甲醇取暖炉的定义、优势和标准化要求,以便读者更好地了解该领域。
最后,在结论部分,将对甲醇取暖炉标准的重要性进行总结,并展望未来发展方向,最终得出结论。
整个文章结构清晰明了,旨在为读者提供全面的了解和认识甲醇取暖炉标准的重要性。
1.3 目的:本文的目的是探讨甲醇取暖炉标准的重要性,分析甲醇取暖炉在取暖市场中的地位,以及通过制定标准化要求来提高甲醇取暖炉的质量和性能。
同时,本文旨在引起社会对于甲醇取暖炉安全和环保性的重视,促进取暖设备行业的发展和规范化。
希望通过本文的研究,能够为甲醇取暖炉的标准化提供参考,推动行业的健康发展。
2.正文2.1 甲醇取暖炉的定义:甲醇取暖炉是一种利用甲醇作为燃料的供热设备,通过燃烧甲醇产生热能来提供室内供暖。
甲醇取暖炉通常由炉体、燃烧器、控制系统和排烟系统等部分组成。
甲醇取暖炉的设计和制造需符合相关的技术标准和安全规范,以确保其稳定、高效地运行。
甲醇取暖炉可以根据供热方式分为直接热风式和水暖式两种类型。
直接热风式甲醇取暖炉主要通过燃烧甲醇产生的热风来直接供暖,适用于小面积的房间或临时供暖场所。
而水暖式甲醇取暖炉则是通过将燃烧后的热能传递给循环水来供暖,通常用于较大面积的建筑供热。
总的来说,甲醇取暖炉作为一种环保、高效的供热设备,在现代社会得到越来越广泛的应用。
无火焰甲醇取暖器1范围本标准规定了无火焰甲醇取暖器的术语与定义、型号、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于以甲醇为燃料的无火焰甲醇取暖器(以下简称取暖器)。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T191包装储运图示标志GB388-2011工业用甲醇GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB13271锅炉大气污染物排放标准GB/T14536.1家用和类似用途电自动控制器第1部分:通用要求GB25034燃气采暖热水炉3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1混合器mixer甲醇与空气均匀混合的装置。
3.2反应器reactor甲醇与空气中的氧气实现反应过程的装置。
3.3发热量calorific value单位质量的甲醇与空气中的氧气混合后在催化剂的环境下反应放出的热量。
3.4水质适应性能water resistant performance使用一定硬度的水连续工作100h后热效率降低性能。
4型号规格代号:以数字1、2、3……100表示,含义是最大热输出功率数。
类别代号:以“W”表示,“W”含义是“无”的拼音。
名称代号:以“JC”表示,“JC”含义是“甲醇”的拼音。
5要求5.1一般要求5.1.1取暖器参数见表1。
表1项目参数型号JC-W-4JC-W-7额定电压~220V~220V最大热输出,KJ/h≥14000≥25000热水量,kg/h100±0.1100±0.1加热水温升,K30±150±1甲醇耗量,kg/h≤0.75≤1.3甲醇泵流量,g/min3333压力,bar/cm277电机功率,W2525风机风量,m³/h≤26≤35压力,kPa/cm2912电机功率,W180250水泵流量,L/min6060电机功率,W120120注:其他型号的取暖器参数由供需双方共同协商。
结构设计按照GB150-1998《钢制压力容器》进行结构设计计算。
1、 筒体(1) 筒体内径:500mm设计压力:P c =0.1MPa 设计温度取223︒ C 筒体材料:16MnR 焊接接头系数 Φ=1.0 钢板厚度负偏差C 1=0,腐蚀裕量C 2=1.0mm,厚度附加量C= C 1+ C 2=1.0mm.筒体的计算厚度计算δ = P D P c it c2[]σφ- = 0.19mm 考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列,得材料名义厚度δn = 6mm.强度校核有效厚度δe =δn - C 1- C 2=5mmσt = P D c i e e ()+δδ2= 6.56 MPa <[σ]t φ= 170.00 MPa 符合强度要求。
(2)根据筒径选用非金属软垫片:垫片厚度:3 垫片外径:544 垫片内径:5042、 封头(1)封头内径:500mm设计压力:P=1.5MPa 设计温度取40︒ C封头材料:16MnR 焊接接头系数 Φ=1.0 钢板厚度负偏差C 1=0,腐蚀裕量C 2=1.0mm,厚度附加量C= C 1+ C 2=1.0mm.封头的计算厚度计算选用标准椭圆形封头,K=1.0δ = c t ic 5.0][2P D KP -φσ=2.34mm考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列,取封头名义厚度与筒体厚度相同,得材料名义厚度δn = 6mm.强度校核有效厚度δe =δn - C 1- C 2=5mmσt = e e i c 2)5.0(δδ+KD P =75.385250.55001.05.1=⨯⨯+⨯⨯)(MPa<[σ]t φ=170MPa符合强度要求。
根据筒径选用标准椭圆形封头直边高:25 曲边高:125 壁厚:83、 管程接管补强计算壳程接管补强计算(按照GB150-1998 等 面 积 补 强 法)接管δ = P D P c it c2[]σφ-=0.067mm d=145mm t n δ=4mm 31421=-=--=C C nt et δδmm=r f 0.8)1(2d r et f A -+=δδδ=27.92 mm 2{mm 290290mm 14522d 275mm 22d =⇒==⨯==++B B n t n δδ {mm 8.241124.8mm mm 200=⇒===h h nt d δ接管实际外伸高度{02224.8mm12.53020=⇒==⨯==h h nt d δ接管实际内伸高度 21mm 6.692)1)((2))((=-----=r e et e f d B A δδδδδ222212mm 2.94)(2)(2=-+-=f C h f h A et r t et δδδ23mm 36=AA A A A A >=++=2321e mm 824补强满足要求,不需另加补强。
---------------------考试---------------------------学资学习网---------------------押题------------------------------甲醇加热器设计说明书班级:生工123班姓名:万通日期:2015.7.02指导教师:邸凯目录一、方案简介 (1)二、方案设计 (1)1、确定设计方案 (1)2、确定物性数据 (2)3、计算总传热系数 (2)4、计算传热面积 (3)5、工艺结构尺寸 (3)6、换热器核算 (4)三、设计结果一览表 (14)四、对设计的总结 (15)五、参考文献 (17)一、方案简介本设计任务是利用热流体(水蒸汽)给甲醇蒸汽加热。
利用热传递过程中对流传热原则,制成换热器,以供生产需要。
下图(图1)是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要考虑的因素主要包括流体的性质,压力,温度及允许压力降的范围,对清洗、维修的要求,材料价格,使用寿命等。
换热器的种类很多,不同的换热器适用于不同的场合,而管壳式换热器在生产中被广泛利用。
与其他形式的换热器相比,其结构简单、紧凑,制造成本较低,能得到最小的壳体内径,管程可分成多程,壳程也分成双程,规格范围广,故在工程中广泛应用,管内不易积垢,即使产生了污垢也便于清洗。
缺点是壳程不能清洗,检查困难,对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。
二、方案设计用420K的饱和水蒸汽加热甲醇燃料气,甲醇处理量为2500kg/h,甲醇由338K上升到393K。
设计条件:1.两侧污垢热阻为1/8700 ㎡.℃/W2.热损失5%。
3.初设K=58.2W/(㎡.℃)1.确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:1热流体进口温度420K,出口温度420K。
冷流体进口温度338K,出口温度393K。
从两流体温度来看,估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用固定管板式换热器。
目录1 概述 (1)1.1使用和操作步骤说明 (1)1.2安全性说明 (1)1.3人员资格说明 (1)1.4安装、操作及维护保养说明 (1)1.5供油系统说明 (2)2 燃烧器技术说明 (3)2.1MRT5-14-18-26-35(DSG)基本特性: (3)2.2MRT5外形及安装尺寸: (3)2.3MRT14-18-26-35(DSG)外形及安装尺寸: (3)2.4MRT5-14-18-26-35(DSG)功率曲线 (3)3 燃烧器安装 (5)4 供油系统及油路连接 (6)4.1燃烧器燃油系统 (6)4.2供油系统 (6)4.3油路安装 (7)4.4喷嘴的选择与安装 (9)5 调节 (11)5.1燃烧头装置、点火电极的调节 (11)5.2油泵及油压调节 (14)5.3电磁阀调节 (14)5.4调压阀调节 (15)6 调试 (15)6.1调试准备 (15)6.2负荷调整 (15)7 MRT24...程序控制器:. (16)8维护及保养 (17)8.1打开燃烧器 (17)8.2油泵 (17)8.3过滤器 (17)8.4风机 (17)8.5燃烧头 (17)8.6喷嘴 (17)8.7火焰检测器探头 (18)8.8火焰观察窗 (18)8.9吸、回油软管 (18)8.10贮油罐 (18)8.11锅炉 (18)9 故障原因及排除方法 (19)10 电路图 (21)10.1电磁泵电路路图 (21)10.2甲醇泵外接电路图 (22)10.3大风门伺服马达电路图 (23) 厦门茂能-专注热能应用-1-1 概述1.1 使用和操作步骤说明1.1.1 为了达到正确安装和调试的目的,请仔细阅读本说明书,并对说明书中的所有说明内容加以重视。
1.1.2 操作步骤、操作扼要和章节号一览表。
操作步骤操作扼要 章节号 1 燃烧器的安装 2 2 供油系统及油路连接4 3 调节5 4调试61.2 安全性说明● 要确保燃烧器的安全运转,必须由合格的专业人员按此说明书正确的安装和调试,特别要注意有关安装与安全的规定。
化工原理课程设计——甲醇加热器的设计班级:过控114班姓名:***学号:**********指导教师:佟白日期:2013.8.19~9.1目录一、简介 (1)二、设计任务书 (2)三、工艺计算 (3)3.1 确定设计方案 (3)3.2 确定物性数据 (3)3.3 计算中涉及到的符号说明 (4)3.4 估算传热面积 (4)3.5 工艺结构尺寸 (6)四、换热器计算 (8)4.1 传热能力核算 (8)4.2 壁温核算 (9)4.3 核算压强降 (10)五、设备参数计算 (12)5.1 壳体壁厚 (12)5.2 接管法兰 (13)5.3 设备法兰 (13)5.4 封头设计 (14)5.5 支座设计 (15)5.6 换热器主要结构尺寸和计算结果表 (16)六、参考文献 (18)七、设计总结 (19)一、方案简介本设计任务是利用热流体(水蒸汽)给甲醇蒸汽加热。
利用热传递过程中对流传热原则,制成换热器,以供生产需要。
下图(图1)是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。
换热器分为几大类:夹套式换热器,沉浸式蛇管换热器,喷淋式换热器,套管式换热器,螺旋板式换热器,板翅式换热器,热管式换热器,列管式换热器等。
不同的换热器适用于不同的场合。
而列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。
尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
所以首选列管式换热器作为设计基础。
二、设计任务书齐齐哈尔大学化工原理课程设计任务书专业:过程装备与控制工程班级:过控114班姓名:辛霖设计日期:2013.8.19~9.1设计题目:甲醇加热器设计用420K的饱和水蒸汽加热甲醇燃料气,甲醇处理量为2500kg/h,甲醇由338K上升到393K。
设计条件:1.两侧污垢热阻为1/8700 m2·℃/K2.热损失3%。
3.初设K=58.2W/m²℃设计要求:1.设计满足以上条件的换热器,并写出设计说明书2.根据所选换热器,画出设备装配图指导教师:佟白2013年8月19日三、工艺计算3.1 确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度420K,出口温度420K。
冷流体进口温度338K,出口温度393K。
从两流体温度来看,估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用固定管板式换热器。
(2)流动空间及流速的确定由于该换热器是具有饱和蒸汽冷凝的换热器,且蒸汽较清洁,它对清洗无要求,故应使用水蒸汽走壳程,以便排除冷凝液。
所以甲醇走管程,水蒸汽走壳程。
选用ф25×2.5的碳钢管,取管内流速取ui=20m/s。
3.2 确定物性数据定性温度:由于甲醇的粘度较小,其定性温度可取流体进口温度的平均值。
甲醇的定性温度为:管程流体的定性温度为:●根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
密度ρ(kg/m3)定压比热容Cp(kJ/kg·℃)导热系数λ(W/m·℃)粘度μ(Pa·s)潜热(kJ/kg)水蒸气(420K)2.415 1.92 0.0260 0.000148 2128.8甲醇(365.5K)1.09 1.34 0.0222 0.0000121 ——3.3计算中涉及到的符号说明:传热面积 A 雷诺准数 Re 折流板距 B 截面积 S 定压比热容 Cp 温度 T,t 平均传热温差流速 U 直径 D,d,ф 体积 V校正系数 F ,εη传热系数 α 高度 H 壁厚 δ 总传热系数K 密度 ρ 长度 L 许用应力 σ 质量 M 导热系数 λ 管数/板数 N 黏度 μ 普兰特常熟 Pr 变量代号 △热负荷Q热阻R3.4 估算传热面积 3.4.1 平均传热温度℃51.49393420338420)393420()338420(t 2121=-----=∆∆∆-∆=∆nn m l t t l t t3.4.2 热流量Kw t c W Q pi i 18.51)338393(34.125001i =-⨯⨯=∆=Kw Q Q 72.52)03.01(i =+⨯=3.4.3 平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数按单壳程温差校正系数应查有关图表。
可得 :1m =φ平均传热温差由于平均传热温差校正系数大于0.8,壳程流体流量较大,故取单壳程合适。
3.4.4 传热面积 设℃2m /2.77W K = 估算传热面积为:279.1351.492.7752720t m K Q A m =⨯=∆=2m 86.1515.179.1315.1m A A =⨯==(估算性影响,根据前述经验范围,取实际传热面积为估算值的1.15倍)3.4.5 水蒸气的流量h Kg r Q /15.898.2128360072.52m =⨯==3.5 工艺结构尺寸3.5.1 管径和管内流速选用5.225⨯φ较高级碳钢传热管 取管内流速s m /20u =3.5.2 管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数:10120360009.102.014.325004d 4/22t =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=u V N π 按单管程计算,所需要的传热管长度为:m N A L t 2101025.014.386.15d 0m =⨯⨯==π则换热器的管程的管程数为:)(122p 管程===lL N3.5.3 传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列。
取管心距t=1.25 d 0 则 t=1.25×25=31.25≈32(mm)隔板中心到其最近一排管中心距离按62t +=s 计算得:mm t2262s =+=3.5.4 壳体内径mm 26.359255.111011.1(322)1(t =⨯+-⨯=+-=)b n D ct c N 1.1n = 0)5.1~1(b d = 按卷制壳体的进及挡,可取D=400mm3.5.5 折流板采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为h =0.25×400=100mm ,故可取h =100 mm 。
取折流板间距B =0.3D则B =0.3×400=120mm ,可取B 为150mm 。
折流板数 N B =传热管长/折流板间距-1=2000/150-1=12块) 折流板圆缺面水平装配。
3.5.6 附件本换热器壳体内径为400mm ,查表得其拉杆直径mm 12=φ,个数大于或等于4个。
3.5.7 接管壳程流体进出口接口:取接管内流体流速s m /5u 1= 则接管内径:m D V 511.0415.23600514.315.894u 411===⨯⨯⨯⨯π管程流体进出口接管:取接管内流体流速s m /20u 2=则接管内径:m D V 201.009.136002014.325004u 422===⨯⨯⨯⨯π所以取壳程流体进出口接管规格为: 3mm 76⨯φ 取管程流体进出口接管规格为: 10mm 273⨯φ四、换热器核算4.1 传热能力核算 4.1.1 壳程流体传热膜系数由于壳程流体中水蒸气存在相变,所以∞→0α4.1.2 管内传热膜系数4.08.01i Pr Re 023.0id λα=管程流体流通面积:222i 031714.010102.0785.0d 4m N S t i =⨯⨯==π 管程流体流速:s m A V i s /089.20360009.1031714.02500u i =⨯⨯==雷诺准数:4e 106.30000121.009.1089.2002.0⨯=⨯⨯==μρi i u d R普兰特准数:73.00222.00000121.01034.13r =⨯⨯==λμp c P由以上公式,可得管内传热膜系数:℃24.08.04i /41.9973.0)106.3(02.00222.0023.0m w =⨯⨯⨯⨯=α4.1.3 污垢热阻和管壁热阻:由已知可得管壁内外侧污垢热阻为1/8700 /W管壁热阻碳钢在该条件下:w m bR m/00005.0500025.02w ℃===λ(碳钢在该条件下导热系数约为50℃m /w ) 所以:2i01/59.77)2041.99/(2520/258700/15.22/2500005.08700/1011000m w K R R R K ii i mdd d d d d W=⨯+⨯+⨯++=++++=αα4.1.4 传热面积裕度:272.1351.4959.7772.52m t K Q A m n =⨯=∆=实际传热面积:200857.151012025.014.3m lN d A r =⨯⨯⨯==π裕度:%58.1572.1372.13857.15=-=F该换热器能够完成任务4.2 壁温核算因管壁很薄,且管壁热阻很小,故管壁温度按公式:()2121T T T m +=所以,传热管平均壁温:℃39.1460)0(5.92)(147t )()(t 870018700141.991870018700141.99101101100=++++⨯++⨯=++++++=R R R t R T i m i m ii αααα壳体壁温课近似取为壳程流体的平均温度,即:T=147℃ 壳体壁温和传热管壁温之差为:61.039.146147t =-=∆该温差较小,故不要设温度补偿装置,因此选用固定式换热器。
4.3 核算压强降4.3.1 管程压强降S P S i i t F N N p p )(p ∆+∆=∆4.1)(1(1(p s ===结垢校正系数,管程数),壳程数)s F N N由Re=36000,传热管绝对粗糙度mm 2.0=ε 则相对粗糙度为:04.001.0202.0i ===λε,查莫狄图得 管程流体流速3/09.1,/089.20u m k s m g ==ρ则Pa u d l i i i 8.879209.1089.2002.0204.02p 2=⨯⨯⨯==∆ρλPa u r 8.659209.1089.2032p 22=⨯⨯==∆ρδ所以:()因此合格。
Pa p t 44.21554.1118.6598.879=⨯⨯⨯+=∆4.3.2 核算壳程压强降S S i s N F p p )(p 0∆+∆=∆Ns(串联的课程数)=1 Fs(结垢校正系数)=1.0 流体流经管束的阻力损失:05.111011.11.1101/k 415.212(5.02)1(p 5.05.0c 3200=⨯======+=∆tT t g b b Tc N N N N m N F u N N Ff 所以:折流板数目)ρρ壳体的当量直径:m 0201877.0025.014.3025.0785.0032.04d )d (4d 2223004223=⨯⨯-⨯⨯=-⨯=)(ππt e壳程流通面积:mm D B m t D B S 40,mm 150013125.0)032.0025.01(4.015.0)d 1(200===-⨯⨯=-⨯=其中 壳体流体流速:s m S V /781.0415.23600013125.015.89u 0=⨯⨯==水蒸气在壳体内流动的雷诺系数:4136.188.2540.588.25410148.0415.2781.0020.0e 228.003=⨯==⨯⨯⨯==--f u d R e μρ有以上计算可得:78.742415.2718.0)112(05.114136.15.02)1(p 22000=⨯⨯+⨯⨯=+=∆ρu N N Ff B Tc流体流过折流板缺口的阻力损失:Pa u D B N B i 305.242781.0415.2)40015025.3(122)25.3(p 20=⨯⨯-⨯=-=∆ρ总阻力损失:Pa N F p p S S i s 085.9910.1)305.2478.74()(p 0=⨯⨯+=∆+∆=∆计算结果管程和壳程压强降都满足设计要求。