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汽水管壳式换热器热力计算书

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汽水换热器计算书

汽水换热器计算书

第 4 页
1.613982209 90609.5275
雷诺数 Re 摩擦系数λ
0.018236564 5.506
流体流经的直 管段 L 管程流体直管段 流阻 △p1 流体回弯处 压降 △p2 管程分程数 串联的壳程数 Np NS
m △P1=λ *L*ρ *u^2/ (2*d) △P2=3*ρ * u^2/2
kcal/h ℃ 663.397 175.40
9.疏水焓值 11.被加热水量Gt
t/h
376.97 860
130.00 126.62 87.12 120 Δ T1= Δ T1-Δ T2 Δ Tm过= = 79.12 设计工况 48.78 120 ℃ Δ T3= Δ T2= 48.78 88.28 88.28 Δ T2= ℃ 10 35.94346694 10 80 126.616458 87.11611944
3.饱和蒸汽温度 t1'' ℃ 4.蒸汽焓值 kj/kg
90.000 860 Q=CGt(t2-t1)= 43000000 177.687 175.40 90 90.184
5.饱和蒸汽焓值 6.饱和水的焓值
6.进水温度 t1 7.出水温度 t2 8.疏水温度 t1'
kj/kg
kj/kg ℃ ℃ ℃ kj/kg
ln (Δ T1/Δ T2) Δ T3-Δ T2 Δ Tm凝= ln (Δ T3/Δ T2) Δ T3-Δ T4
Δ Tm过冷=
369195261.xls
第 2 页
=
66.59
= ln (Δ T3/Δ T4)
35.94
过热段总传热量Q1 过热段传热系数K1 过热段传热面积F1 F过热=Q/(K*Δ Tm)= 冷凝段总传热量Q2 冷凝段传热系数K2 冷凝段传热面积F2 F凝=Q/(K*Δ Tm)= 过冷段总传热量Q3 过冷段传热系数K3 过冷段传热面积F3 F过冷=Q/(K*Δ Tm)= 总计算面积 F 加上10%的裕量F 实取的面积 实取的面积裕量

汽水管壳式换热器课程设计

汽水管壳式换热器课程设计

7管程换热系数αi已知值计算值查图值单程管换热面积A i0.015708循环水流速 1.590782雷诺数Re i35786.8Pr i 5.804163αi6260.838总传热系数1/K0.00045K2221.074换热面积F''62.4155/F''-F'/-0.00958壁温123.2479误差9计算管程压力降△Pi=(△Pl+△Pr)Ft*Np*Ns+△PnNs△P L9003.460513△Pr3637.761824△Pn1818.880912△Pi72609.72610计算壳程压力降（埃索法）蒸汽流速15换热器入口蒸汽量G vin 2.934559327修正系数0.7平均蒸汽量G v,m 2.054191529S B折流板圆缺部分面积0.07068375凝结液平均流量Gl,m0.880367798V B11.42317405Pw23.73966016(LVF)9.57756E-07Sc0.022Gc93.37234222 Rev4001671.81Pb 2.716404181Ps (pa)373.1013050.000373101Mpa凝结水物性温度潜热密度导热系数运动粘度1420~4250小于10%0.752067873壳程（蒸汽）定性温度，℃密度，㎏/m 3比热，kJ/㎏℃粘度，Pa·s 导热系数kJ/m℃普兰特数管长，m 管心距，㎜32管数管子排列正三角形排列传热面积，㎡折流板数折流板距，m 材质壳程温度，℃（进/出）项 目管程（循环水）流量，㎏/s壳体外径，台数1管程数4主要计算结果管程管径，壳程数1物性结构参数流速，m/smm mm污垢热阻,(㎡·℃)/W传热系数，W/（㎡·℃）物性1502114.1917.010.6820.000182。

汽水换热器热力计算(管内水)

汽水换热器热力计算(管内水)
Mpa ℃ kg W ℃ ℃
查表
976.5
kg/m3
已知 已知 已知 已知 已知 ZπdN2/4 循环泵 Gw/fη
deWvρ/μ 1.163A3W0.8/de0.2 1230+20tp-0.041tp2 (tBH+0.5(τ1+τ2))/2 (tpz+tpj)/2 (tpz=tBH)
6
m
0.038
t1 t2
i q PBH tBH G0 Qj Δtm tp AB ρ
dw σ de z fη G Wν μ Re α2 A3 tpj tη
31 蒸汽冷凝给热系数(卧式） αl
32
数值
n1
33 蒸汽冷凝给热系数(立式） αl
34
数值
A1
35
误差校正系数
δ
36
tpj′
37 校正后的蒸汽冷凝给热系数 a′1
13
换热器中水的平均温度
14
数值
15
平均温度时水的密度
16
选用换热器型号
管子长
换热器管子外径
壁厚
换热器管子内径
28
纵列管束最大根数
管内水流通面积
循环流量
19
在管子内平均流速
动力粘度
20
雷诺数
26 从管内表面到水的给热系数
27
29
管壁表面平均温度
30
凝结水膜温度
汽水换热器热力计算（管内水） 符号 Gw τ1 τ2 τ3
103.182879
αlδBiblioteka 4325.93405 W/(m2℃)
选取
15.24 W/(m℃)
1/(1/αl+1/αl+σ/λ1+σ2/λ2)

气气热管换热器计算书

气气热管换热器计算书

气气热管换热器计算书热管换热器的设计计算1.确定换热器工作参数在设计热管式换热器时，需要确定烟气进出口温度t1和t2，烟气流量V，空气出口温度t2，以及饱和蒸汽压力pc。

对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300℃以下，而t2的选定要避免烟气结露形成灰堵及低温腐蚀，一般不低于180℃。

所选取的各参数值如下：烟气流量：m2/h饱和蒸汽压力：0.2MPa空气出口温度：120℃空气入口温度：20℃排烟入口温度：20℃排烟出口温度：200℃2.确定换热器结构参数2.1 确定所选用的热管类型在工程上计算时，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。

对于本设计，烟气入口处的温度为180℃，烟气出口处的温度为56℃。

因此，选取钢-水重力热管作为工作介质，其工作温度为30℃~250℃，相容壳体材料为铜和碳钢（内壁经化学处理）。

2.2 确定热管尺寸在确定热管尺寸时，需要根据音速极限和携带极限来选择管径。

根据参考文献《热管技能技术》，取参考功率范围Qc=4kW，在t2=56℃启动时，可得到热管的管径为10.3mm。

根据参考文献《热管技能技术》，取参考功率范围Qent=4kW，在管内工作温度ti=180℃时，可得到热管的管径为1.11mm。

根据给定的公式，计算得到热管的内径为22mm，管壳厚度为1.5mm，外径为25mm。

为保证翅片效率在0.8以上，选取翅片高度为11mm，厚度为0.5mm，翅片间距为5mm，肋化系数为8.7.将热管按正三角形错列的方式排列，管子中心距取70mm。

确定热管的热侧和冷侧管长。

本文介绍了烟气余热锅炉中热管的设计计算方法。

首先需要确定烟气标准速度v，一般取2.5~5m/s，假设v=4m/s，可得出烟气迎风面的面积A=2.8m2.确定迎风面宽度E，取E=1.8m，热管的热侧管长Aℎ=1.5m，并且Aℎ⁄AA=3⁄1，∴AA=0.5m。

求出迎风面的管数B，A=A⁄A′=1.8⁄0.07=25.7，B为整数，应取B=26，因此实际的迎风面的宽度A=0.07×26=1.82m，同时实际的迎风面面积A′=A×Aℎ=1.82×1.5=2.73m2，实际的速度是A′=A⁄A′=4.07m/s。

水水管壳式换热器

水水管壳式换热器
R=d0*u0/γ f0=5.0*Re^(-0.223)
△p1/ =F*f0*u0*(NB+1) *1000*u0^2/2
△p2/ =NB*(3.5-2*h/D) *1000*u0^2/2 液体
∑△p0/ =(△P1/+△P2/) *Fs*Ns (=
8.231646251 0.025 0.011052211 #NAME? 0.00000054 #NAME? #NAME? 9
#NAME?
#NAME? 1.15
#NAME? #NAME?
λ Nu=0.023*Re0.8*Pr0.4
a1=Nu*λ/d1
4.331 0.6072 69.98519256 1931.591315
λ Nu=0.33*Re0.6*Pr0.33
a2=Nu*λ/d1 λ1
3.563 0.643
#NAME? #NAME? 16.3
壳程水Pr数: 壳程水导热系数W/m.k 壳程Nu系数 壳程给热系数a2 管子导热系数 计算总传热系数k1
考虑污垢85%后,总传 热系数k
八 结论 该换热器满足使用要求
m3/h m m2 m/s
m2/s
Pa Pa
Pa
正三角形排列的 nc=1.1*(n总^0.5)
A0=h(D-nCd0)/2 u0=Q/(A0*36000)
1/(1/a1+1/a2+0.002/λ1+
0.0000)
#NAME?
0.85*k1
#NAME? =( #NAME?
℃ ℃ t/h ℃ ℃ t/h
kcal/h
℃ kcal/m2h℃
m2 m2 m2 %
)MPa kcal/m2.h.℃)

汽水管壳式换热器热力计算

汽水管壳式换热器热力计算

kcal/h kcal/m2.h. ℃
94800.8 3500
0.6
kcal/h kcal/m2.h. ℃
17078.7 1200
0.55
1.94
2.14
m2
7.40
280.7554059
三.水侧计算
水流量
t/h
12
水进口温度 t1
℃
80
1847008866.xls
(= 928.9 w/m2. ℃) (= 4063.9 w/m2. ℃) (= 1393.3 w/m2. ℃)
用户:
热力计算书 不锈钢管 1、2号机
MPa(a) ℃ ℃
kcal/kg kcal/kg 源自cal/kg kcal/kg ℃ ℃ ℃
t/h
0.003 120
134.000
705.002 663.397 177.687 90.184
80 90 90.000 12
kcal/h
Q=CGt(t2-t1)=
℃
663.397
134.00
1847008866.xls
120000 177.687 90.184 134.00
90
89.32
80 81.42
30
44.68
52.58
10
Δ T1=
Δ T1-Δ T2 Δ Tm过=
30 ℃ Δ T3= 52.58 ℃
Δ T2= 44.68
Δ T2=
10
=
36.85
设计工况
2.5 41.2 50
1847008866.xls
198.1489155
0.891265597 1 40 40 40
已查
25 2 32

管壳式换热器热力计算


(3)温差修正系数FT 在错流和折流换热器中，温度分布情况相当复杂，可按(2) 中公式计算出逆流的平均温度差，然后乘以修正系数，即 可计算有效平均温差Δtm； Δtm=FTΔtlm
式中 Δtlm——逆流时的对数平均温度差，℃； FT——温差修正系数 (查换热器设计手册中图1-3-6 取得)。
2.对流传热膜系数
(1)算术平均温度差
Δtm1= (Δt1+ Δt2)/2 (2)对数平均温度差
Δtm2= (Δt2- Δt1)/ln (Δt2 / Δt1) 式中 Δtm2——较大的温度差；
Δtm1——较小的温度差。 当Δtm1/ Δtm2<2时，采用算术平均温度差，否则采用对数 平均温度差。在计算平均温度差时，对无相变的对流传热， 逆流的平均温度差大于并流的平均温度差，因而在工业设 计中在工业设计中，在满足工艺条件的情况下，通常选用 逆流。
2.1无相变对流传热的传热膜系数
(1) 管内传热膜系数 流体在管内流动，其流动阻力和传热膜系数与流体在管 内的流动状态有关，流动状态以雷诺数大小来区分。
(1.1)湍流 Re>10000 对于低粘度流体(μi<2μa， μa为常温下水的粘度)，可用
αi=0.023λi/ diRei0.8Prin 应用范围：Re>10000，0.7<Pr<120，L/di>60。 当L/di>60时，应将上式乘以[1+(di/L)0.7]进行修正。
奴塞尔特数
Nu=hL/ λ，其中h、L、λ分别为流体的传热系数、特征 长度与导热系数。代表了长度与热边界岑厚度之比，表征 了流体对流换热能力的大小。
1.稳态传热方程
热流体将热量通过某固定面传给冷流体成为传热，稳态传热 的基本方程为：Q=KAΔtm

管壳式换热器传热计算示例终 用于合并


Pa;
取导流板阻力系数:
;
导流板压降:
壳程结垢修正系数: 壳程压降:
Pa ;(表 3-12)
管程允许压降:[△P2]=35000 Pa;(见表 3-10) 壳程允许压降:[△P1]=35000 Pa;
△P2<[△P2] △P1<[△P1] 即压降符合要求。
Ｐa;
(2)结构设计(以下数据根据 BG150-2011)
m2; 选用φ25×2、5 无缝钢管作换热管; 管子外径 d0=0、025 m; 管子内径 di=0、025-2×0、0025=0、02 m; 管子长度取为 l=3 m; 管子总数:
管程流通截面积:
取 720 根 m2
管程流速: 管程雷诺数: 管程传热系数:(式 3-33c)
m/s 湍流
6)结构初步设计: 布管方式见图所示: 管间距 s=0、032m(按 GB151,取 1、25d0); 管束中心排管的管数按 4、3、1、1 所给的公式确定:
结构设计的任务就是根据热力计算所决定的初步结构数据,进一步设计全部结构尺寸, 选定材料并进行强度校核。最后绘成图纸,现简要综述如下:
1) 换热器流程设计 采用壳方单程,管方两程的 1-4 型换热器。由于换热器尺寸不太大,可以用一台,未考虑 采用多台组合使用,管程分程隔板采取上图中的丁字型结构,其主要优点就是布管紧密。 2)管子与传热面积 采用 25×2、5 的无缝钢管,材质 20 号钢,长 3m,管长与管径都就是换热器的标准管子 尺寸。 管子总数为 352 根,其传热面积为:
3)传热量与水热流量
取定换热器热效率为η=0、98; 设计传热量:
过冷却水流量:
; 4)有效平均温差 逆流平均温差:
根据式(3-20)计算参数 p、R: 参数 P:

汽水换热器热力计算(管内水)


m
0.0015
m
0.035
m
17
根
0.01635596 m2
100
m3/h
1.69832809 m/s
0.000012
4953.45692
9697.2601 W/(m2℃)
2791.68019
106.25
℃
110.625
℃
0.896A1/(n1dw(tBH-tpj))1/4
7161.86298 W/(m2℃)
Mpa ℃ kg W ℃ ℃
查表
976.5
kg/m3
已知 已知 已知 已知 已知 ZπdN2/4 循环泵 Gw/fη
deWvρ/μ 1.163A3W0.8/de0.2 1230+20tp-0.041tp2 (tBH+0.5(τ1+τ2))/2 (tpz+tpj)/2 (tpz=tBH)
6
m
0.038
蒸汽通过垂直方向的管排数（总管数/最大一横排管 数）
10
1.163A1/((tBH-tpj)L)1/4 5700+56tη-0.09tη2
((tBH-tpj)/(tBH-tpj′))0.25
4663.43362 10793.5898 0.92762853
(αltBH+0.5α2(τ1+τ2))/(α1+α405 W/(m2℃)
选取
15.24 W/(m℃)
1/(1/αl+1/αl+σ/λ1+σ2/λ2)
2403.95374 W/(m2℃)
一般0.58-2.3，铁锈1.16,油一般0.12-0.14
W/(m℃)
0.0005

管壳式热交换器的热力计算

0.14
f Nu 0.027 Re 0.8 Pr1/ 3 w
2) 过渡区：Re＝2300～10000
6 10 5 校正因子 1 Re1.8
a aT
3）层流 Re<2300
1/ 3 f Nu 1.86(Re Pr)1/ 3 d / l w 0.14
当允许的压降给定，最大的速度就可以计算得到。 最佳速度 投资费用和运行费用最低。
5. 管壳式换热器的热补偿问题
热交换器会受到因压力产生的轴向力、轴向力以及因温差产生的轴向力。另 外还有在管子和管板的连接处产生的拉脱力。
6.管壳式换热器的振动与噪声
五. 管壳式热交换器的设计程序
1．原始资料 2．定性温度，物性 3．热流量和质量流量（基于热平衡） 4．选材料 5．选流动方式 6．计算平均温差 7．初选传热系数 K’ ，初算传热面积 8．设计热交换器的结构。包括：管径、流速、管数、管程、管距、管子排列方 式、壳程、折流板数、折流板间距等 9．热力计算 10. 阻力计算 11. 校核传热系数传热面积 12. 核算壁温 13. 强度计算和各种热应力 14. 绘制图纸、编写材料表等。
Gs
壳程流体质量流速
Jc 折流板切口核跨距校正因子， 用以表达因壳程折流板缺口效应时对理想传热因子的 修正。缺口处不排管时，它的值是 1.0。 Jl 壳流泄漏效应校正因子，包括壳体对折流板（E 流路）和管子对准拉的泄漏（A 流 路） ，其值一般是 0.7~0.8. Jb 管束 C 流路和 E 流路的旁路校正因子，其值通常为 0.7~0.9。 Js 管束进口区和出口区跨距与中间区不同的校正因子其值通常为 0.85~1.0。 Jr 层流时逆向传热温差校正因子。它只适用于壳程流体雷诺数低于 100，当雷诺数低 于 20 时充分有效。否则，它的值是 1。
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