食品工程原理课程设计(换热器设计)
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换热器设计任务.
(1)目录 将课程设计的主要项目写于说明书的第一页。
(2)设计题目 附上或抄写设计任务书。
(3)设计说明①根据设计任务简述所没计的设备在生产中的作用。②画
出工艺流程示意图。③说明选用该设备的理由、依据和优缺点。④设计
中遇到的特殊问题及解决方法。
(4)传热过程工艺计算 根据所选定的设备形式和设计任务书所给定的条
(8)设计结果概要或设计一览表；
(9)对本设计的评述； (10)附图(工艺流程简图、主体设备工艺条件图)； (11)参考文献。
2. 化工原理课程设计任务书
2.1 列管换热器设计任务书及说明书和图纸
换热器设计任务
试设计一台用饱和水蒸气加热水的列管式换热器，水流量和 被加热的温度范围如表中所列。 设计项目：
课程设计不同于通常的作业，在设计中需要学生自己作出决策，自 己确定方案、选择流程、查取资料、进行过程和设备计算，并要对自己 的选择作出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案 和合理的设计。所以，课程设计是培养和提高学生独立工作能力的有益 实践。
通过课程设计，应该训练学生提高如下几个方面的能力：
1.热负荷；2.传热面积；3.管子排列；4.外壳直径及长度；
5.接管直径；6.外壳及管板厚度。 图纸要求： 全剖面主视及左视图，大小：A1。
水流 t1 量吨/ 小时
t2
水流 t1 量吨/ 小时
t2
水流 t1 量吨/ 小时
t2
水流 t1 量吨/ 小时
t2
60
15 20 25 30 35
70 70 70 70 70 75 75 75 75 75
75
15 20 25 30 35
85
15 20 25 30 35
食品工程原理课程设计 列管式换热器的设计
目录1 食品工程原理课程设计任务书 (1)2 概述与设计方案的选择 (3)2.1 概述 (3)2.1.1 换热器 (3)2.1.2 换热器的选择 (3)2.1.3 流动空间的选择 (5)2.1.4 流速的确定 (5)2.1.5 材质的选择 (6)2.1.6 管程结构 (6)2.1.7 壳程结构 (7)2.2 设计方案简介 (8)2.2.1选择换热器的类型 (8)2.2.2 流体流动空间及流速的确定 (8)3 工艺及设备设计计算 (9)3.1 确定物性数据 (9)计算总传热系数 (9)3.1.1 热流量 (9)3.1.2平均传热温差 (9)3.1.3 冷却水用量 (10)3.1.4 总传热系数K (10)3.2传热面积的计算 (10)3.3工艺结构尺寸 (11)3.3.1 管径和管内流速 (11)3.3.2 管程数和传热管数 (11)3.3.3 平均传热温差校正及壳程数 (11)3.3.4 传热管排列和分程方法 (11)3.3.5壳体内径 (12)3.3.6 折流板数 (12)3.3.7 接管 (12)3.4 换热器核算 (12)3.4.1 热量核算 (12)3.4.2 换热器内流体的流动阻力 (14)4 设计结果汇总表 (16)5 讨论 (17)参考资料 (18)结束语 (19)附录（主要符号说明） (20)1 食品工程原理课程设计任务书1.1 设计题目年处理量为 7.4 万吨花生油换热器的设计；1.2 操作条件（1）花生油：入口温度110℃，出口温度40℃；（2）冷却介质：采用循环水，入口温度20℃，出口温度30℃；井水，入口压强0.3MPa 。
（3）每年按330天计，每天24小时连续生产。
（4）花生油定性温度下的物性数据：（5）允许压强降：不大于30kPa 。
（6）换热器热损失：以总传热量的5%计。
（7）油侧污垢热阻0.000176 m 2·K /W ，水侧污垢热阻0.00026 m 2·K /W.1.3 设计任务（1）设备型式：列管式换热器；（2）选择适宜的列管式换热器并进行核算；（3）绘制设备工艺条件图，并编写设计说明书。
列管式换热器设计(水蒸气加热水)
食品工程原理课程设计设计书设计题目：列管式换热器的设计：学院班级：食品学院食科142班学号：：设计时间：2016.05.30~06.04目录一、换热器设计任务书 ............................................ 错误!未定义书签。
二、摘要 .................................................................... 错误!未定义书签。
三、初步选定换热器 ................................................ 错误!未定义书签。
四、设计计算 ............................................................ 错误!未定义书签。
五、收获 .................................................................... 错误!未定义书签。
六、参考文献 ............................................................ 错误!未定义书签。
附件一换热器主要结构尺寸和计算结果........ 错误!未定义书签。
附件二主要符号说明 ............................................................... - 15 -一、换热器设计任务书1、设计题目设计一台用饱和水蒸气加热水的列管式固定管板换热器2．设计任务及操作条件（1）处理能力130 t/h（2）设备型式列管式固定管板换热器（3）操作条件①水蒸气：入口温度147.7℃，出口温度147.7℃②冷却介质：自来水，入口温度10℃，出口温度80℃③允许压强降：管程10^4-10^5,壳程10^3-10^4（4）设计项目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。
食品工程原理课程设计--换热器设计
5
取折流板间距 B＝0.3D，则 B＝0.3×400＝120 (mm) 则可取 B 为 150 折流板数 N B =传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39(块) 折流板圆缺面水平装配。 （7）接管 壳程流体进出口接管：取接管内油品流速为 u＝1.5 m/s，则接管内径为
d=
取标准管径为 50 mm。
考虑 15％的面积裕度.S=1.15×S′=1.15×23.6=27.2(m2)。 5．工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速 选用 ф25×2.5 传热管（碳钢），取管内流速 ui=0.5m/s。
（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
4
ns =
π
4
V di2u
=
9431.47 / (994 × 3600) = 17 （根） 0.785 × 0.022 × 0.5
130 + 50 =90(℃) 2 20 + 50 管程冷却水的定性温度为 t= =35(℃) 2
壳程大豆油的定性温度为 T= 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 大豆油在 90℃下的有关物性数据如下： 密度
ρ
0
=825 kg/m3
定压比热容 导热系数 粘度
cp0 =2.22kJ/(kg·℃)
Rei =
普兰特准数
μi
=
0.02 × 0.49376 × 994 = 13586.1 0.0007225
Pri =
C pi μi
λi
4.08 ×103 × 0.0007225 = = 4.71 0.626
α i = 0.023 ×
③传热系数 K
0.626 ×13586.10.8 × 4.710.4 = 2709.92W / m 2 ⋅ K 0.02
取折流板间距 B＝0.3D，则 B＝0.3×400＝120 (mm) 则可取 B 为 150 折流板数 N B =传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39(块) 折流板圆缺面水平装配。 （7）接管 壳程流体进出口接管：取接管内油品流速为 u＝1.5 m/s，则接管内径为
d=
取标准管径为 50 mm。
考虑 15％的面积裕度.S=1.15×S′=1.15×23.6=27.2(m2)。 5．工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速 选用 ф25×2.5 传热管（碳钢），取管内流速 ui=0.5m/s。
（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
4
ns =
π
4
V di2u
=
9431.47 / (994 × 3600) = 17 （根） 0.785 × 0.022 × 0.5
130 + 50 =90(℃) 2 20 + 50 管程冷却水的定性温度为 t= =35(℃) 2
壳程大豆油的定性温度为 T= 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 大豆油在 90℃下的有关物性数据如下： 密度
ρ
0
=825 kg/m3
定压比热容 导热系数 粘度
cp0 =2.22kJ/(kg·℃)
Rei =
普兰特准数
μi
=
0.02 × 0.49376 × 994 = 13586.1 0.0007225
Pri =
C pi μi
λi
4.08 ×103 × 0.0007225 = = 4.71 0.626
α i = 0.023 ×
③传热系数 K
0.626 ×13586.10.8 × 4.710.4 = 2709.92W / m 2 ⋅ K 0.02
食品工程原理——列管式换热器课程设计
列管式换热器的设计班级：xxxx姓名：xxx学号：xxxxxxxx指导教师：xxx时间：xxxxx目录工程原理课程设计任务书 (3)(一) 概述及设计案简介 (4)1概述 (4)2设计案简介 (8)（二）工艺及设备设计计算 (8)1确定物性数据 (8)2计算总传热系数 (9)3传热面积的计算 (10)4工艺结构尺寸 (10)5换热器核算 (12)（三）辅助设备的计算及选型 (14)（四）设计结果汇总表 (15)(五）设计评述 (15)(六）参考资料 (15)(七）主要符号说明 (16)（八）致 (16)工程原理课程设计任务书(一) 概述及设计案简介1 概述1.1 换热器在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。
在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器，但它的基本原理与上述情形并无本质上的差别。
在食品、化工、油、动力、制冷等行业中广泛使用各种换热器，它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
1.2 换热器的选择换热器的种类很多，根据其热量传递的法的不同，可以分为3种形式：坚壁式、直接接触式和蓄热式。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史，现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门量使用，尤其在油、化工、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。
虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性和金属耗量等面不及某些新型换热器，但它具有结构简单、坚固耐用、适应性强、制造材料广泛等独特的优点，因而在换热设备中仍处于主导地位。
食品工程原理课程设计花生油换热器的设计
1食品工程原理课程设计任务书1.1 设计题目年处理量为31万吨花生油换热器的设计1.2 操作条件（1）花生油：入口温度110℃，出口温度40℃。
（2） 冷却介质：采用循环水，入口温度20℃，出口温度30℃；井水，入口压强0.3MPa 。
（3）每年按330天计，每天24小时连续生产。
（4）花生油定性温度下的物性数据c)w /(m.14.0c)/(kg.k 22.2c S.a 1015.7kg/m 8450c 0pc 4-c 3c ==⨯=λμρJ P ＝（5）允许压强降：不大于30kPa 。
（6）换热器热损失：以总传热量的5%计。
（7）油侧污垢热阻0.000176 m 2·K /W ，水侧污垢热阻0.00026 m 2·K /W 。
1.3 设计任务（1）选择适宜的列管式换热器并进行核算。
（2）工艺设计计算包括选择适宜的换热器并进行核算，主要包括物料衡算和热量衡算、热负荷及传热面积的确定、换热器主要尺寸的确定、总传热系数的校核等。
（注明公式及数据来源）（3）结构设计计算选择适宜的结构方案，进行必要的结构设计计算。
主要包括管程和壳程分程、换热管尺寸确定、换热管的布置、折流板的设置等。
（注明公式及数据来源）（4）绘制工艺流程图 绘制设备工艺条件图一张或设备装配示意图（2号图纸）； CAD 绘制。
（5）编写设计说明书设计说明书的撰写应符合规范与要求。
2 概述与设计方案的选择2.1概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。
列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
食品工程原理课程设计-
食品工程原理课程设计说明书列管式换热器的设计：学号：班级：年月日目录一、设计任务和设计条件 (3)1、设计题目 (3)2、设计条件 (3)3、设计任务 (5)二、设计意义 (6)三、主要参数说明 (6)四、设计方案简介 (9)1、选择换热器的类型 (9)2、管程安排 (9)3、流向的选择 (10)4、确定物性系数据 (10)五、试算和初选换热器的规格 (11)1、热流量 (11)2、冷却水量 (11)3、计算两流体的平均温度差 (11)4、总传热系数 (11)六、工艺结构设计 (12)1、计算传热面积 (12)2、管径和管内流速 (12)3、管程数和传热管数 (12)4、平均传热温差校正及壳程数 (13)5、传热管排列和分程方法 (14)6、壳体内径 (14)7、折流板 (14)8、接管 (15)9、热量核算 (15)10、换热器主要结构尺寸和计算结果如下表： (20)七、参考文献 (21)八、浮头式换热器装配图 (22)一、设计任务和设计条件1、设计题目列管式换热器设计2、设计条件①设计内容②设计要求3、设计任务用循环水将牛奶冷却(1)根据设计条件选择合适的换热器型号，并核算换热面积，压力降是否满足要求，并设计管道与壳体的连接，管板与壳体的连接，折流板等。
(2)绘制列管式换热器的装配图。
(3)编写课程设计说明书。
二、设计意义换热器是各种工业部门最常见的通用热工设备，广泛应用于化工，能源，机械，交通，制冷，空调及航空航天等各个领域。
换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛使用的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回收和节能的主要设备。
在食品工业中的加热，冷却，蒸发和干燥等的单元操作中，经常见到食品物料与加热或冷却介质间的热交换。
各种换热器的作用，工作原理，结构以及其中工作的流体类型，数量等差异很大，而换热器的工作性能的优劣直接影响着整个装置或系统综合性能的好坏，因此换热器的合理设计极其重要。
列管式换热器的设计食品工程原理课程设计(水蒸气加热水) 精品
食品工程原理课程设计设计题目：列管式换热器的设计班级：食品101班设计者：邓同权学号：**********设计时间：2012年5月2日~5月8日********目录概述1.1.换热器设计任务书 ......................................................................... - 7 -1.2换热器的结构形式 ....................................................................... - 10 -2.蛇管式换热器 ................................................................................. - 11 -3.套管式换热器 ................................................................................. - 11 - 1.3换热器材质的选择 ....................................................................... - 11 - 1.4管板式换热器的优点 ................................................................... - 13 - 1.5列管式换热器的结构 ................................................................... - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理 ............................................... - 16 -1.7确定设计方案 ............................................................................... - 17 -2.1设计参数........................................................................................ - 18 - 2.2计算总传热系数 ........................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸 ............................................................................... - 20 - 2.4换热器核算.................................................................................... - 21 -2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21)2.4.2.热流量核算 (22)《食品工程原理及单元操作》课程设计任务班级：食品101班姓名：邓同权设计一台用饱和水蒸气（表压400～500kPa）加热水的列管式固定管板换热器，水流量为 65 （t/h），水温由 15 ℃加热到 75 ℃。
列管式换热器设计(水蒸气加热水)
食品工程原理课程设计设计题目：列管式换热器的设计班级：食品卓越111班设计者：张萌学号：**********设计时间：2013年5月13日~5月17日*******目录概述1.1.换热器设计任务书 ......................................................................... - 7 -1.2换热器的结构形式 ....................................................................... - 10 -2.蛇管式换热器 ................................................................................. - 11 -3.套管式换热器 ................................................................................. - 11 - 1.3换热器材质的选择 ....................................................................... - 11 - 1.4管板式换热器的优点 ................................................................... - 13 - 1.5列管式换热器的结构 ................................................................... - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理 ............................................... - 16 -1.7确定设计方案 ............................................................................... - 17 -2.1设计参数........................................................................................ - 18 - 2.2计算总传热系数 ........................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸 ............................................................................... - 20 - 2.4换热器核算.................................................................................... - 21 -2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21)2.4.2.热流量核算 (22)《食品工程原理及单元操作》课程设计任务班级：食品卓越111班姓名：张萌设计一台用饱和水蒸气（表压400～500kPa）加热水的列管式固定管板换热器，水流量为 85 （t/h），水温由 30 ℃加热到 65 ℃。
食品工程原理——列管式换热器课程设计[1][1]
列管式换热器的设计班级：xxxx姓名：xxx学号：xxxxxxxx指导教师：xxx时间：xxxxx目录工程原理课程设计任务书 (2)(一) 概述及设计方案简介 (3)1概述 (3)2设计方案简介 (8)（二）工艺及设备设计计算 (8)1确定物性数据 (8)2计算总传热系数 (9)3传热面积的计算 (10)4工艺结构尺寸 (10)5换热器核算 (12)（三）辅助设备的计算及选型 (14)（四）设计结果汇总表 (15)(五）设计评述 (15)(六）参考资料 (15)(七）主要符号说明 (16)（八）致谢 (16)工程原理课程设计任务书(一) 概述及设计方案简介1 概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。
在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器，但它的基本原理与上述情形并无本质上的差别。
在食品、化工、石油、动力、制冷等行业中广泛使用各种换热器，它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
1.2 换热器的选择换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3种形式：坚壁式、直接接触式和蓄热式。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史，现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在石油、化工、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。
虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性和金属耗量等方面不及某些新型换热器，但它具有结构简单、坚固耐用、适应性强、制造材料广泛等独特的优点，因而在换热设备中仍处于主导地位。
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食品工程原理课程设计说明书米糠油冷却用列管式换热器的设计姓名：马坦学号：0704班级：食工11072013年12月13日目录一、设计依据及指导思想----------------------------------------------------------3二、主要参数说明-------------------------------------------------------------------3三、设计计算-------------------------------------------------------------------------51、确定设计方案------------------------------------------------------------------52、确定物性数据------------------------------------------------------------------53、计算总传热系数---------------------------------------------------------------64、计算传热面积------------------------------------------------------------------75、工艺结构尺寸------------------------------------------------------------------76、换热器核算---------------------------------------------------------------------91）热量核算--------------------------------------------------------------------9 2）换热器内流体的流动阻力-----------------------------------------------113）换热器主要结构尺寸和计算结果总表-------------------------------137、离心泵的选择------------------------------------------------------------------13四、设计结果--------------------------------------------------------------------------16五、参考文献--------------------------------------------------------------------------16一、设计依据及指导思想换热器广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。
在食品工业中的加热、冷却、蒸发和干燥的单元操作中，我们也经常见到换热器应用于食品物料的加热或冷却。
在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器应用最为广泛，因此要根据特定的工艺要求设计合理的换热器，以满足不通场所的需求。
选择换热器时，要遵循经济，传热效果优，方便清洁，符合实际需要等原则。
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，列管式换热器等。
不同的换热器适用于不同的场合。
在众多类型的换热器中，浮头式换热器应用较为广泛。
它的结构简单，其优点有介质间温差不受限制，可在高温，高压下工作，可用于结垢比较严重的场合，可用于管程易腐蚀场合，尤其是其内管束可以抽出，以方便清洗管及壳程，管束在使用过程中由温差膨胀而不受壳体约束，不会产生温差压力，所以，首选浮头式换热器。
二、主要参数说明B ——折流板间距，m ；C ——系数，无量纲； d ——管径，m ；D ——换热器外壳内径，m ； f ——摩擦系数； F ——系数； h ——圆缺高度，m ；K ——总传热系数，W/(m 2·℃)； L ——管长，m ； m ——程数； n ——指数； N ——管数；NB ——折流板数；Nu ——怒赛尔特准数； P ——压力，Pa ； Pr ——普兰特准数 q ——热通量，W/m 2； Q ——传热速率，W ； r ——半径，m ；R ——热阻，2/;m C W Re ——雷诺数； S ——传热面积，m 2； t ——冷流体温度，℃； T ——热流体温度，℃； u ——流速，m/ｓ； W ——质量流量，kg/s ； a ——对流传热系数，2/()w m CΔ——有限差值；λ——导热系数，/()w m C ； μ——粘度，； ρ——密度，kg/m 3； φ——校正系数；下标c ——冷流体； h ——热流体； i ——管内； m ——平均；o ——管外； s ——污垢.三、设计计算1.确定设计方案 工艺要求：某油厂用井水将从反应器出来的米糠油从135℃冷却到45℃，井水进、出口温度分别为10℃和30℃，米糠油的流量为【学生学号最后两位数×100+3400】kg/h,若要求换热器的管程和壳程压强降均不大于30kPa ，试选择合适型号的列管式换热器。
（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135℃，出口温度45℃，冷流体(循环水)进口温度10℃，出口温度30℃。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动。
壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体，这样为检修，清洗提供了方便。
（2）流动空间及流速的确定由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。
选用ф25×的碳钢管，管内流速取i u =ｓ。
2．确定物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值。
壳程米糠油的定性温度为T =135452+=90(℃) 管程冷却水的定性温度为t =10302+=20(℃)根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
米糠油在90℃下的有关物性数据如下：密度 0ρ=952 kg/m 3定压比热容0p c =(kg·℃)导热系数 0λ =(m·℃) 粘度 0μ= Pa·s循环冷却水在20℃下的物性数据：密度 i ρ=m 3定压比热容 i p c = kJ/(kg·k) 导热系数 i λ=(m·k) 粘度 i μ = Pa·s 3．计算总传热系数（1）热流量Q o =W o c po Δt o =3800/3600××(135-45)=(kW)（2）平均传热温差'1212(13530)(4510)13530ln ln4510m t t t t t ∆-∆---∆===∆--∆（℃ （3）冷却水用量0214.8036009243.134.183(3010)i i p i Q w c t ⨯===∆⨯-(kg/h) （4）总传热系数K 管程传热系数0.40.80.020.8998.215904.40.00100420.023ii i ie ip i i i i i i i i i d u R c d u d ρμμλραμλ⨯⨯===⎛⎫⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()0.430.80.5985 4.183100.00100420.02315904.43447.250.020.5985⎛⎫⨯⨯=⨯⨯= ⎪⎝⎭W/( m 2·℃)壳程传热系数假设壳程的传热系数0σ=400 W/(m 2·℃)；污垢热阻i s R =·℃/W , 0s R =0.000516m 2·℃/W管壁的导热系数λ= W/( m·℃)0000021110.0250.0250.00250.02510.0001720.0005163447.250.0200.02045.40.022*******.61/()si s i i i m K d d bd R R d d d W m αλα=++++=⨯+⨯+++⨯⨯=⋅℃4．计算传热面积3''2214.801012.32()273.6163.72m Q s m K t ⨯===∆⨯考虑 15％的面积裕度.S=×S′=×=(m 2)。
5．工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速选用ф25×传热管（碳钢），取管内流速u i =s（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229243.13/(998.23600)120.7850.020.84s i iVn d u πρ⨯===⨯⨯（根） 按单程管计算，所需的传热管长度为016.1717.17()3.140.02512s S L m d n π===⨯⨯按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
现取传热管长L =6m ，则该换热器管程数为17.17=2.866P L N l == 取管程为4传热管总根数N =12×4=48(根) （3）平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数135453401040100.2413510R P -==--==-按单壳程，双管程结构，温差校正系数应查有关图表，可得φΔt = 平均传热温差Δt m =φΔt Δ′t m =×=(℃)由于平均传热温差校正系数大于，同时壳程流量较大，故取单壳程合适。
（4）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，隔板两侧采用正方形排列。
取管心距t=0d ，则t=×25≈32(mm) 各程相邻管的管心距为44m横过管束中心线的管数8c n === (根)（5）壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η＝，则壳体内径为1.05 1.0532276.27()D mm ==⨯=圆整可取400mm （6）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20％，则切去的圆缺高度为h ＝×400＝80(mm)，故可取h ＝80 mm 。
取折流板间距B ＝，则B ＝×400＝120 (mm) 则可取B 为150 折流板数B N =传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39(块) 折流板圆缺面水平装配。
（7）接管壳程流体进出口接管：取接管内油品流速为 u ＝1.5 m/s ，则接管内径为0.031()d m === 取标准管径为50 mm 。
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速 u ＝1.1m/s ，则接管内径为)d m ==6．换热器核算 （1）热量核算①壳程对流传热系数 对圆缺形折流板，可采用公式0.140.5071/300.36e r e w R P d λμαμ⎛⎫= ⎪⎝⎭当量直径，由正三角形排列得222200440.0320.025440.020()3.140.025e d d m d πππ⎫⎫--⨯⎪⎪⎝⎭⎝⎭===⨯壳程流通截面积2000.025(1)0.150.40(1)0.013()0.032d S BD m t =-=⨯⨯-= 壳程流体流速及其雷诺数分别为00000000/3800/(3600952)0.08529(/)0.0130.020.08529952Re 2182.690.000744m q u m s S d u ρρμ⨯===⨯⨯⨯⨯===普兰特准数0022610.0007449.560.176p r c P μλ⨯===粘度校正0.141w μμ⎛⎫≈ ⎪⎝⎭()0.5071/3200.1760.362182.699.56331.49/0.020W m C α=⨯⨯⨯=⋅ ②管程对流传热系数 0.80.40.023Re Pr ii id λα=管程流通截面积2220/0.7850.0248/40.003768()4i p S d N N m π==⨯⨯=管程流体流速/10669.620.78799(/)3600998.20.0037680.020.78799998.2Re 15665.640.0010042i i i i i ii iW u m s S d u ρρμ===⨯⨯⨯⨯===普兰特准数34.183100.0010042Pr 7.020.5985pi ii iC μλ⨯⨯===0.80.420.59850.02315665.647.023406.08/0.02i W m K α=⨯⨯⨯=⋅ ③传热系数K0000021110.0250.0250.00250.02510.0001720.0005163036.60.0200.02045.40.0225331.49236.94/()si s i i i m K d d bd R R d d d W m αλα=++++=⨯+⨯+++⨯⨯=⋅℃④传热面积S32214.81017.76()236.9451.04m Q S m K t ⨯===∆⨯该换热器的实际传热面积Sp20 3.140.02564822.61()p S d lN m π==⨯⨯⨯=该换热器的面积裕度为22.6117.76100%100%27.31%17.76p S S H S--=⨯=⨯=传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。