壳管式冷凝器

一、冷凝器的种类及特点冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。

（一）水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。

冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。

水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。

1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2? h?℃)。

2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。

3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。

4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。

二、蒸发器分类：根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类：(1)冷却液体载冷剂的蒸发器。

用于冷却液体载冷剂——水、盐水或乙二醇水溶液等。

这类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等。

(2)冷却空气的蒸发器。

这类蒸发器有冷却排管和冷风机。

以下主要介绍空调系统中常用的冷却液体载冷剂的蒸发器。

一、卧式蒸发器卧式蒸发器又称为卧式壳管式蒸发器。

其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。

按供液方式可分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。

1、卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器是满液式蒸发器。

即载冷剂以1～2m/s的速度在管内流动，管外的管束间大部分充满制冷剂体，二者通过管壁进行充分的热交换。

吸热蒸发的制冷剂蒸汽，经蒸发器上部的液体分离器，进入压缩机。

为了保证制冷系统正常运行，这种蒸发器中制冷剂的充满高度应适中。

液面过高可能使回气中夹带液体而造成压缩机发生液击；反之，液面过低会使得部分蒸发管露出液面而不起换热作用，从而降低蒸发器的传热能力。

因此，对于氨蒸发器其充满高度一般为筒体直径的70～80％，对于氟利昂蒸发器充满高度一般为筒体直径的55～65％。

卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统。

食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计设计任务书华南农业大学食品学院食品工程原理课程设计任务书一、设计题目：管壳式冷凝器设计。

二、设计任务：将制冷压缩机压缩后的制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。

三、设计条件：1．冷库冷负荷Q=学生学号最后2位数×100（kw）；2．高温库,工作温度0~4℃,采用回热循环。

3．冷凝器用河水为冷却剂，每班分别可取进口水温度:21~25℃(1班)、6~10℃(2班)、11~15℃(3班)、16~20℃(4班)、1~5℃(5班)。

4．传热面积安全系数5~15%。

四、设计要求：1．对确定的工艺流程进行简要论述；2．物料衡算、热量衡算；3. 确定管壳式冷凝器的主要结构尺寸；4. 计算阻力；5. 编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。

)；6. 绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的结构图（3号图纸）、及花板布置图（3号或4号图纸）。

目 录1 前言 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 文献综述 (3)2 工艺说明及流程示意图 (3)2.1 工艺说明 (3)2.2 流程示意图 (3)3 设计方案的确定 (4)3.1 制冷剂的选择 (4)3.2 冷却剂的选择 (4)3.3 液体流入冷凝器空间的选择 (4)3.4 液速的选择 (4)3.5 冷却剂适宜出口温度的确定 (5)3.6 蒸发温度、冷库温度、制冷剂蒸发温度、冷凝温度确定 (5)4 设计计算及说明 (5)4.1 冷凝器型式的选择 (5)4.2 冷凝器的选型计算 (6)4.2.1 冷凝器的热负荷 (6)4.2.2 冷凝器的传热面积计算 (6)4.2.3 冷凝器冷却水用量 (7)4.3 管数、管程数和管束的分程、管子的排列 (7)4.3.1 管数 (7)4.3.2 管程数 (7)4.3.3 管束的分程、管子在管板上的排列方式 (8)4.3.4 管心距及偏转角 (8)4.4 壳体直径、壳体厚度计算 (8)4.4.1 壳体直径 (8)4.4.2 壳体厚度的计算 (8)4.5 计算校核 (9)4.5.1 实际流速 (9)4.5.2流体雷诺数及流体类型 (9)4.5.3传热系数K (9)4.5.3.1 管内冷却水的传热系数)(i a (9)4.5.3.2 管外制冷剂冷凝膜系数)(0a (10)4.5.3.3 以管内表面积为基准的Ki (10)4.5.4 传热面积计算及安全系数计算 (11)4.5.5 冷凝器的阻力 (11)4.4.6 回热的判断及热量衡算 (12)5 设计结果概要表 (13)6 设计评价及问题讨论 (13)6.1 设计评价 (13)6.2 设计问题及讨论 (14)6.2.1 设计问题 (14)6.2.2 问题讨论 (14)参 考 文 献 (15)附录 (15)1 前言1.1 设计意义食品工程原理作为食品科学与工程的最重要的专业课之一，学生要非常熟悉，并掌握其中的原理及懂得如何应用。

冷凝器的工作原理冷凝器是一种常见的热交换设备，主要用于将气体或蒸汽中的热量转移到冷却介质中，使气体或蒸汽冷凝成液体。

冷凝器广泛应用于各个领域，如空调系统、冷冻设备、汽车发动机等。

一、冷凝器的基本原理冷凝器的工作原理基于热传导和热对流两个基本热传递过程。

当热量从高温区传递到低温区时，会产生温度差，从而产生热传导。

同时，通过冷却介质的流动，可以加速热量的传递，这就是热对流。

冷凝器通常由管道、换热管和冷却介质组成。

热量的传递过程主要包括以下几个步骤：1. 蒸汽或气体进入冷凝器。

在冷凝器中，蒸汽或气体会通过管道进入换热管。

2. 冷却介质流动。

冷却介质，如水或空气，通过冷凝器的外部或内部流动。

冷却介质的流动可以带走蒸汽或气体中的热量。

3. 热量传递。

蒸汽或气体中的热量通过换热管传递给冷却介质。

在换热管中，热量会通过热传导和热对流的方式传递给冷却介质。

4. 冷凝。

在冷却介质的作用下，蒸汽或气体中的热量被带走，使其温度降低。

当温度降低到一定程度时，蒸汽或气体会冷凝成液体。

5. 液体排出。

冷凝后的液体会通过管道从冷凝器中排出，继续进行下一步的工艺过程。

二、冷凝器的类型冷凝器根据不同的工作原理和结构形式，可以分为多种类型。

以下是常见的几种冷凝器类型：1. 水冷冷凝器：水冷冷凝器是最常见的冷凝器类型之一。

它利用冷却水来冷却蒸汽或气体，使其冷凝成液体。

水冷冷凝器通常由管道和冷却水系统组成。

2. 气冷冷凝器：气冷冷凝器使用空气作为冷却介质，通过空气的流动来冷却蒸汽或气体。

它适用于无法使用水冷冷凝器的场合，如地区缺水或环境恶劣的情况。

3. 壳管式冷凝器：壳管式冷凝器是一种常见的冷凝器结构形式。

它由外壳和内部的换热管组成。

蒸汽或气体通过换热管流动，而冷却介质则在外壳中流动。

壳管式冷凝器具有结构简单、换热效果好等优点。

4. 管束式冷凝器：管束式冷凝器是一种紧凑型的冷凝器结构。

它由多个平行排列的管束组成，蒸汽或气体通过管束流动，而冷却介质则在管束外部流动。

壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器是一种常用于冷凝制冷循环系统中的设备。

冷凝是通过从冷却剂中提取
热量来将其冷却成液体的过程。

在制冷循环系统中，冷却剂被压缩成高压气体，然后通过
冷凝器流过，将热量散发到周围环境中，从而冷却成液体。

壳管式冷凝器是一种有效的冷
凝器设备，其冷却原理如下：
壳管式冷凝器由壳体和管束两部分组成。

壳体通常是圆筒形结构，有进出口连接，管
束则是由多根细管组成的。

在此结构中，冷却剂从进口进入壳体，然后通过细管流过，在
冷却剂和细管之间产生传热，从而实现将冷却剂冷却成液体的过程。

壳管式冷凝器的工作原理基于两种类型的传热：对流传热和传导传热。

对流传热是指
在热传递的时候通过流体的热对流使传热，而传导传热则是通过直接热传递的方式进行的。

在壳管式冷凝器中，传热主要是通过对流传热来实现的。

当冷却剂进入壳体中时，它涌入管束中的细管中。

细管中的高-pressure 冷却剂会导
致其温度升高，然后通过壳体和管束之间的热交换器散去热量。

热交换器的主要作用是提
供较大的表面积，以增加热量散发的速度和效率。

随着冷却剂在细管中的逐渐冷却，它会
逐渐被转变成液体，并在最终离开壳体时变成液体。

这样的壳管式冷凝器可以被用于任何需要降温的设备中。

无论是家用冰箱、空调系统
还是工业用制冷设备，壳管式冷凝器都被广泛应用。

此外，壳管式冷凝器还具有高效率、
低能耗、不易造成环境污染等优点，是目前广泛使用的一种制冷技术。

各专业全套优秀毕业设计图纸壳管式冷凝器课程设计第一部分：一：设计任务：用制冷量为KW 6.273的水冷螺杆式冷水机组，制冷剂选用a R 134，蒸发器形式采用冷却液体载冷剂的卧式蒸发器，冷凝器采用卧式壳管式。

二：工况确定 1：冷凝温度k t 确定：冷却水进口温度c t w ︒=321，出口温度c t w ︒=372，冷凝温度k t ：由c t t t m k ︒=++=++=405.523732221θ。

2：蒸发温度0t 确定:冷冻水进口温度c t s ︒=121，出口温度c t s ︒=72，蒸发温度0t ：由c t t t m s s ︒=-+=-+=25.727122210θ。

3：吸气温度c ︒7，采用热力膨胀阀时，蒸发器出口温度气体过热度为c ︒-53。

过冷度为c ︒5，单级压缩机系统中，一般取过冷度为c ︒5。

三：热力计算：1： 热力计算：制冷循环热力状态参数经过查制冷剂的参数可知，作表格如下：2热力计算性能（1）单位质量制冷量o q15424940351=-=-=hh q Kg KJ（2）单位理论功o w65.2440365.4271'20=-=-=h h w s Kg KJ（3）制冷循环质量流量m qs Kg qQ q m517.11546.2330===（4）实际输气量vs qs m v q qmvs/1.0066.0517.131=⨯=⋅=（5）输气系数λ：取压缩机的输气系数为 （6）压缩机理论输气量vh qs m qqvsvh3133.075.01.0===λ（7）压缩机理论功率o pKw wq p m4.3765.24517.10=⨯=⋅=(8)压缩机指示功率i pKw iip p 4485.04.370===η（9）制冷系数及热力完善度 理论制冷系数：25.665.24154000===w q ε 实际制冷系数：78.4449.06.2330=⨯===i m m i s p Q ηηεε 卡诺循环制冷系数：24.715.27515.31315.27500=-=-=T T T K c ε故热力完善度为：66.024.778.4===c s εεη （10）冷凝器热负荷 由=-+=is h h h h η1212kg kJ /432，则kg kJ h h q Q m k /268)255432(517.1)(32=-=-=（11）压缩机的输入电功率 由kw w q p motm om 3.4886.09.065.24517.1=⨯⨯==ηη，取86.0,9.0==mot m ηη（12）能效比 p Q EER 0=836.43.486.233== 循环的热力计算如下：3.压缩机的选型在制冷系统中，压缩机起到非常大的作用。

壳管式冷凝器的分类、安装要点、使用及维护规程壳管式冷凝器是冷水机常用到的一种换热器，通常是由壳体、管板、传热管束、冷却水调配部件、冷却水及制冷剂的进出管接头等构成的一个封闭的水冷冷凝器。

那么，它的实在结构又有几种呢？如何安装和使用呢？壳管式冷凝器的分类依据壳体和传热管束的空间方位，壳管式冷凝器可分为立式和卧式两种。

但无论是哪一种型式，冷却水都是走管程（传热管束内），制冷剂都是走壳程的（壳体内、传热管束外的空间），即高温、高压制冷剂蒸气在传热管外表面冷却、凝结并汇聚到壳体的地步。

1、卧式壳管冷凝器卧式壳管冷凝器是水平方向装设的，筒体两端焊有钢板，板上焊接或胀接若干根传热管，该管采纳的是φ25mm×2.2mm或φ38mm×3mm 的无缝钢管。

冷凝器两端有水盖，水盖与壳体（或管板）常以法兰形式相连，因而冷却水处于一个密闭的空间。

所以卧式壳管冷凝器又叫封闭式壳管冷凝器。

高温高压的气体制冷剂由上部进入管束外部空间，冷凝后的液体由下部排出。

冷却水从一端封盖的下部进入后，将次序通过每个管组，最后从同一端封盖上部流出。

这样，可以提高管内冷却水的流动速度，加添冷却水侧的吸热系数；同时，由于冷却水的行程较长，冷却水进出口的温差也可有较大提高，因此，可使冷却水的用量较少。

卧房壳管冷凝器依照制冷剂的不同又可分为氨卧式和氟利昂卧式壳管冷凝器。

氨卧式壳管冷凝器的管束采纳光滑钢管，而氟利昂卧式壳管冷凝器的管束多采纳轧有低肋的铜管，采纳肋片的作用就是增大传热面积。

卧式壳管冷凝器特点：传热系数较高，耗水量较少，占用空间高度较小，结构紧凑，操作管理便利，但对冷却水水质要求高，水温较低时清洗水垢时不太便利，需要停止冷凝器的工作。

卧式壳管冷凝器适用范围：目前除了大、中、小型氨制冷装置使用外，氟利昂制冷系统也多采纳这种冷凝器。

特别是压缩式冷凝机组中使用最为广泛。

2、立式壳管冷凝器立式壳管冷凝器常坐落于一个集水池上，上下两端无水盖，但上端设有分水箱。

《换热器设计》-教材《换热器设计》-教材《换热器设计》课程设计教材同济大学制冷与低温工程研究所第一节壳管式冷凝器换热器是制冷装置中的重要设备，制冷系统就是通过换热器来实现放出冷量和热量的过程。

冷凝器则是主要热交换设备之一，它是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽中的热量传给水或空气等冷却介质，将制冷剂冷凝成高压的饱和液体或过冷液体。

根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为三类（1）水冷式冷凝器，（2）空冷式冷凝器，（3）蒸发式冷凝器。

壳管式冷凝器属于水冷式冷凝器，如图1-1所示：壳管式冷凝器的特点是传热效率高，结构比较紧凑，适用于中、大型制冷装置，制造方便，结构牢固，生产成本低，但需要有一冷却水系统。

传热管内壁上容易结水垢，必须定期清洗，否则传热效果下降。

制冷装置中所用壳管式冷凝器一般是固定管板式，主要由筒体外壳、管板、管束、封头、支座组成。

见图1-2。

制冷剂蒸汽从顶部进气，过热蒸汽进入壳体后在传热管外凝结，凝结液从筒体底部流出，冷却水在管内多次往返流动，在正常情况下，筒体下部只有少量液体，但也有一些小型冷凝器的筒体下部不装管束，筒体底部直接用于贮存所凝结的液体，使设备简化。

有时筒下部没有集油包，制冷剂液体由此排出，并用于集存润滑油及机械杂质。

卧式壳管式冷凝器常采用偶数流程，以使进出水管安装在同一端盖上，冷却水从下面的进水口流入，从上面的出水口流出。

端盖用螺栓压紧在管板上，端盖和管板间用橡皮垫密封。

端盖顶部有放气旋塞，以便供水时排除其中空气，否则将增加冷却水的流动阻力；下部则有一放水旋塞，在冬季冷凝器停用时用以排除其中的积水以免冻裂管子。

壳管式冷凝器一般分为立式和卧式二大类，立式壳管式冷凝器用于大中型氨制冷装置，其结构如图1-3所示。

筒体直立地安装在贮水池上，冷却水从顶部的分水箱进入管道后，沿壁面呈膜状向下流动，流下的水集中在下面的水池中。

制冷剂蒸汽从筒体上部进入放出热量后在管外凝结成液体，由底部排出。

壳管式冷凝器说明壳管式冷凝器，这名字听上去就像是科技感满满的高大上玩意儿，它可比你想象的简单多了。

想象一下，在炎炎夏日里，家里的空调乖乖地给你送来阵阵凉风，那可离不开这个小家伙的辛勤工作。

说到这，冷凝器就是空调、制冷设备的“心肝宝贝”，能把热气变成冷气，简直是“干活”的能手，真让人佩服！说起壳管式冷凝器，乍一看，可能觉得它就像一个金属大罐子，里头装满了冷却水。

不过，这可不仅仅是个罐子哦。

里面的设计可是大有讲究，像个“迷宫”一样。

外面的壳就像一个保护层，里面的管子则负责输送热气。

热气在管子里游来游去，冷却水从外面流过，热气碰到冷水，啧啧，热气瞬间就降温了，简直像是“天上掉馅饼”的感觉。

可别小看这个过程，它可是花了不少心思的呢。

这壳管式冷凝器的工作原理其实不难理解。

简单说就是，热气通过管道被送进来，外面的冷却水不断流动，吸收热量。

哎呀，热量被带走了，气体就变成液体了，整个过程就像是在变魔术，令人惊叹不已。

这时候，冷凝器就像个“大厨”，把热气变成了凉爽的液体，真是太厉害了！要说它在工业中的应用，那更是无处不在，化工、制药、食品，样样都少不了它的身影。

不过，使用壳管式冷凝器也有些“小心机”。

比如说，水温、流速、气体的性质，都是需要认真对待的。

如果不注意，哎呀，可能就会出现“水温过高”的情况，那可就麻烦了，容易造成效率下降，甚至设备损坏。

谁都不想把辛苦换来的成果毁在这种小问题上，对吧？所以，定期维护是必不可少的，清洗、检查，样样都不能落下。

说到维护，很多人可能会觉得麻烦，其实嘛，做做日常检查，保持设备的清洁，确保管道畅通，花点时间不算什么。

要知道，冷凝器的工作状态直接影响到整个制冷系统的效率，就像一辆汽车的发动机，发动机状态好，车子才能跑得快、跑得稳嘛。

我们可不能因为一时的懒惰，造成后期的“大问题”，这可真是不划算。

哦，对了，别忘了壳管式冷凝器的环保性能。

现在这个时代，环保可是每个人都要关注的话题。

壳管式冷凝器的设计理念也在朝着节能减排的方向发展，使用高效的材料，减少能耗，对环境的影响也小了很多。

壳管式冷凝器设计设计壳管式冷凝器时，首先需要确定以下几个主要参数：1.工作条件：冷凝器的设计要根据具体的工作条件确定，包括工作介质的流量、温度、压力等。

2.冷却介质：冷却介质一般是水或空气，其温度和流量也是设计的重要考虑因素。

3.设计温度差：冷凝器的设计温度差是指工作介质的温度和冷却介质的温度之间的差值。

温度差越大，冷却效果越好，但也会增加能耗和设备成本。

接下来，根据以上参数，可以进行冷凝器的具体设计：1.确定壳管式冷凝器的尺寸：首先需要确定冷凝器的尺寸，包括壳体的直径、长度和管束的数量。

2.确定管束的排列方式：壳管式冷凝器中的管道被称为“管束”，一般有两种排列方式：并列和串联。

并列排列是指多个管道并排连接在一起，串联排列是指管道依次串联在一起。

并列排列可以提高流量，但是串联排列有更好的冷凝效果。

根据工作条件选择适合的管束排列方式。

3.计算壳体和管束的热传导：壳体和管束之间通过传热的方式将热量从工作介质传递到冷却介质。

根据传热原理和设计参数，计算热传导的热阻和热传导率。

4.选取适当的冷却介质：根据工作介质的温度和压力，选择适当的冷却介质来降低工作介质的温度。

5.设计壳体和管束的材料：根据工作介质的性质和温度，选择适当的材料来制造壳体和管束，以确保耐腐蚀和耐高温。

6.设计壳体和管束的流动方式：冷凝器的设计要考虑流动方式，包括横流和纵流。

不同的流动方式会影响冷却效果和压降。

7.进行热力计算和优化设计：通过进行热力计算，确定冷凝器的传热系数和热负荷，然后进行优化设计。

8.进行结构强度计算和防腐蚀措施：壳管式冷凝器要保证结构强度，以及采取相应的防腐蚀措施，延长使用寿命。

最后，进行制造、组装和调试，然后进行性能测试和调整，以确保冷凝器的正常运行。

总之，壳管式冷凝器的设计需要考虑许多因素，如工作条件、冷却介质、温度差、材料选择、结构强度等。

只有通过系统的设计和优化，才能确保冷凝器满足工作要求，提高热交换效率，减少能耗。

壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器是一种常见的热交换器，由壳体和一系列平行排列的管子组成。

其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 冷凝介质流入壳体内：工作介质（如蒸汽或冷冻液）进入冷凝器的壳体中。

2. 冷凝介质在管子外壁散热：冷凝介质在管子外壁形成薄膜，通过导热将热量传递给管子。

3. 冷却介质流入管子内部：冷却介质（如水或空气）流经管子的内部，与管子外壁的冷凝介质进行热交换。

4. 热量传递和相变：冷却介质的热量通过管子壁传递给冷凝介质，导致冷凝介质的温度下降，进而发生相变，从蒸汽状态转变为液体状态。

5. 冷凝介质排出：冷凝介质经过冷却后会凝结成液体，然后通过壳体排出系统。

壳管式冷凝器的工作原理基于热量的传导和热量的相变。

冷凝介质在流经管子外壁时释放热量，使得冷却介质的温度升高，而冷凝介质的温度降低。

通过这种热量传递和相变的过程，热能得到了转移和释放，从而实现了冷凝介质的冷却。

立式管壳式水冷冷凝器传热系数
传热系数是一个过程量，其大小取决于壁面两侧流体的物性、流速，以及换热表面的形状、大小等因素。

立式管壳式水冷冷凝器的传热系数一般在700-800 w/m2℃。

传热系数通常用符号h表示，单位为W/m²·K。

它的计算公式可以根据不同的传热过程而有所不同。

其中，热传导过程中的传热系数公式为：
h = α × λ / (δ × γ)
其中，α为热传导系数，λ为材料的热导率，δ为材料的厚度，γ为材料的密度。

这个公式可以用来计算两个平行表面之间的热量传递速率。

其次，热对流过程中的传热系数公式为：h = α × cρ × gβ × ΔT / (4 × π² × λ)其中，α为物质的热容，cρ为物质的密度，g为重力加速度，β为指数，ΔT 为两个物体之间的温度差。

这个公式可以用来计算两个流体之间或者流体与固体之间的热量传递速率。

最后，热辐射过程中的传热系数公式为：
h = σ × T² / (ε × (T² - T∞)²)
其中，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T为物体的温度，ε为物体的发射率，T∞为周围环境的温度。

这个公式可以用来计算两个物体之间的热量通过辐射传递的速率。

总之，计算传热系数的公式是根据不同的传热过程而不同的。

在应用过程中，需要注意选择正确的公式，并且对公式中的参数进行正确的估计。

壳管式冷凝器设计计算壳管式冷凝器是工业领域常见的一种热交换设备，主要用于将气体或蒸汽冷凝为液体，以释放热量。

设计壳管式冷凝器需要考虑多个因素，比如热负荷计算、换热管选型、流量计算等。

下面将以一个案例为例，介绍壳管式冷凝器的设计计算。

首先，我们需要计算热负荷，即冷凝水蒸汽释放的热量。

根据能量守恒定律，冷凝水的热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*(h1-h2)其中，Q为热负荷，m为冷凝水蒸汽的质量流量，h1为冷凝水进口焓值，h2为冷凝水出口焓值。

冷凝水蒸汽的质量流量m可以通过以下公式计算：m=Q/(h1-h2)我们可以利用水蒸汽的物性数据表，查找到相应温度下的焓值。

已知进口温度为110 °C时，焓值为2703.5 kJ/kg；出口温度为40 °C时，焓值为167.4 kJ/kg。

代入公式计算m，得到冷凝水蒸汽的质量流量m约为29.76 kg/h。

接下来，我们需要选取换热管。

根据热负荷和水蒸汽的流量，我们可以近似估计需要多少根管子。

一般情况下，每根管子的传热面积为0.35-1.0m²。

根据实际情况，我们假设每根管子的传热面积为0.5m²。

则总传热面积为：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A为总传热面积，U为换热系数，ΔTlm为平均对数温差。

换热系数U的计算可以利用经验公式，根据流体的性质和壳管式冷凝器的设计参数进行估算。

假设我们已知换热系数U约为1500W/(m²·K)。

平均对数温差ΔTlm的计算可以通过以下公式计算：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1为水蒸汽的进口温度与冷凝水的出口温度之差，ΔT2为水蒸汽的出口温度与冷凝水的进口温度之差。

代入已知数据计算ΔTlm，约为78 °C。

代入公式计算A，约为0.48 m²。

最后，我们需要根据壳管式冷凝器的设计参数来选择合适的设备。