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管壳式换热器模型原程序(C语言)

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换热器模型原程序（C语言）#include<math.h>#include<stdio.h>float density(float t,float d){float x,z;x=1+(t/100);z=0.942+0.248*x+0.174*d*d+0.0841/(x*d)-0.312*x/d-0.556*exp(-x); z=z*1000;return(z);}/*以下为比热容的计算：*/float hcap(float t,float d){float cp;cp=(0.7072+(0.00147-0.000551*d)*t-0.318*d)*(0.055*12.5+0.35); cp=cp*4186;return(cp);}/*以下为热导率的计算：*/float hcon(float t,float d){float cn;cn=0.1008*(1-0.00054*t)/d;cn=cn*4186/3600;return(cn);}float nianc(float t,float d){float ni;ni=exp(exp(22.81142-3.68738*log(t+273)))-1.22;ni=ni*density(t,d)*0.000001;return(ni);}float nianh(float t,float d){float ni;ni=exp(exp(18.9173-2.92782*log(t+273)))-1.22;ni=ni*density(t,d)*0.000001;return(ni);}main(){ int n,N;float tc1,tc2,th1,th2,k,q,e,h,hi,ho,ntu,rei,reo,pri,pro,wc,tao,wh,tmc,tmh,ai,ao,twi,two,cpc,cph,rdc,rdh,ndc,ndh,di,dou,dk,d1,d2,s1,s2,cmin,cmax,de,p,l,v1,v2,rs,rt,thx,tx,ty,thy,tcx,tcy;tc1=160; th1=280; wh=29.5; N=324; wc=37.5; di=0.021; dou=0.025; dk=0.8; l=6.0; p=0.032; n=0; rs=0.0005; rt=0.0001;thx=th1;do{tmh=(th1+thx)/2;cph=hcap(tmh,0.919);q=wh*cph*(th1-thx);tcx=tc1;do{tmc=(tc1+tcx)/2;tc2=tc1+q/(wc*hcap(tmc,0.850));tcy=tcx;tcx=tc2;}while(fabs(tc2-tcy)>0.1);tmc=(tc1+tc2)/2;d1=density(tmc,0.850);d2=density(tmh,0.919);cpc=hcap(tmc,0.850);rdc=hcon(tmc,0.850);rdh=hcon(tmh,0.919);ndc=nianc(tmc,0.850);ndh=nianh(tmh,0.919);s1=3.1415926*0.25*di*di*N*0.5;v1=wc/d1/s1;ai=3.1415926*di*N*l;rei=di*v1*d1/ndc;pri=cpc*ndc/rdc;s2=0.230*dk*(1-dou/p);v2=wh/d2/s2;de=4*(p*p-3.1415926*0.25*dou*dou)/(3.1415926*dou);reo=de*v2*d2/ndh;pro=cph*ndh/rdh;ao=3.1415926*dou*N*l;h=0.023*pow(rei,0.8)*pow(pri,0.33)*rdc/di;hi=h;twi=tmc+q/(h*ai);do{hi=h*pow(ndc/nianc(twi,0.850),0.14);tx=twi;twi=tmc+q/(hi*ai);}while(fabs(twi-tx)>0.5);hi=h*pow(ndc/nianc(twi,0.850),0.14);if(reo>2000)h=0.36*pow(reo,0.55)*pow(pro,0.33)*rdh/de;if(reo<=2000)h=0.527*pow(reo,0.5)*pow(pro,0.33)*rdh/de;ho=h;two=tmh-q/(h*ao);do{ho=h*pow(ndh/nianh(two,0.919),0.14);ty=two;two=tmh-q/(ho*ao);}while(fabs(two-ty)>0.5);ho=h*pow(ndh/nianh(two,0.919),0.14);k=1/((1/hi+rt)*ao/ai+1/ho+rs);cmin=wh*cph;cmax=wc*cpc;ntu=k*ao/(wh*cph);tao=ntu*sqrt(1+(cmin/cmax)*(cmin/cmax));e=2/(1+(cmin/cmax)+sqrt(1+(cmin/cmax))*(1+exp(-tao))/(1-exp(-tao)));th2=th1-e*(th1-tc1);tc2=tc1+(cmin/cmax)*(th1-th2);thy=thx;thx=th2;n++;printf("output of the recycle %d:\n",n);printf("Rei=%f,",rei);printf("Reo=%f,",reo);printf("Pri=%f,",pri);printf("Pro=%f\n",pro);printf("Hi=%f,",hi);printf("Ho=%f,",ho);printf("Th2=%f,",th2);printf("Tc2=%f\n",tc2);printf("e=%f\n",e);printf("NTU=%f\n",ntu);printf("K=%f\n",k);}while(fabs(th2-thy)>0.1);}现采用一管壳式换热器，以蒸馏塔釜排出的渣油预热原油。

已知换热器结构为双管程单壳程，壳内径为0.8m ，管束规格为Φ25×2mm ，长度为6.0m ，共324根，材质为碳钢。

管束的管子按正方形排列，管心距为32mm 。

壳程设有切除25%的折流板，间距为230mm ，原油走管程，渣油走壳程。

已知冷物流的条件有： 渣油：流量W h =106200㎏/h ，温度T h1=280℃； 原油：流量W c =135000㎏/h ，温度T c1=160℃；污垢热阻：渣油侧：R s =0.0005m 2℃/W ；原油侧：R t =0.0001 m 2℃/W ； 相对密度：=+++---22020200.08410.3120.9420.2480.174()0.556exp()XD X D X XD D式中 =+1/100m X T , T m -----定性温度, D 20-----20℃时油品相对密度，可查取或实测; 对渣油，K 渣油=12.5，对原油，K 原油=12.5 定压热容：=+-⋅-⋅⋅+2020[0.7072(0.00147)0.000551)0.318](0.0550.35)p c D t D K 热导率： λ=-⋅200.1008[10.00054]/t D Kcal/（ m ·℃·h ）粘度： ν=+⋅+-exp{exp[ln(273)]} 1.22a b t 厘泊 ν=+-⋅+11ln[ln( 1.22)]ln(273)a b t νν⎛⎫++= ⎪++⎝⎭1122ln( 1.22)273ln[]/ln ln( 1.22)273t b tν1------温度为t 1时的运动粘度，厘泊；ν2------温度为t 2时的运动粘度，厘泊。

如选t 1=50℃，t 2=100℃，可查得ν1渣油=1500，ν2渣油=120，ν1原油=90， ν2原油=13将已知条件各数值赋予程序中相应的变量，运行后可得如下结果：即：output of the recycle 1:Rei=5459.146973,Reo=7749.009277,Pri=52.925968,Pro=70.550148 Hi=499.244751,Ho=805.451111,Th2=245.832932,Tc2=190.821411 e=0.284726NTU=0.409956K=235.563385output of the recycle 2:Rei=7134.744629,Reo=6253.752930,Pri=41.856537,Pro=84.399651 Hi=617.473083,Ho=729.976990,Th2=243.293076,Tc2=191.539963 e=0.305891NTU=0.455251K=255.301697output of the recycle 3:Rei=7265.567383,Reo=6151.324219,Pri=41.198006,Pro=85.579514 Hi=625.540039,Ho=723.879333,Th2=243.161789,Tc2=191.541321 e=0.306985NTU=0.457643K=256.173096output of the recycle 4:Rei=7272.351562,Reo=6146.061035,Pri=41.164467,Pro=85.641144 Hi=625.955139,Ho=723.561829,Th2=243.155197,Tc2=191.541229 e=0.307040NTU=0.457763K=256.216125所以最终结果为：原油出口温度：191.54℃渣油出口温度：243.16℃传热效率： 0.307总传热系数： 256.22W/（m2·℃）原油雷诺数：7272.35渣油雷诺数：6146.06管程流体表面传热系数：625.96壳程流体表面传热系数：723.56。

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管壳式换热器设计 课程设计

管壳式换热器设计 课程设计

管壳式换热器设计课程设计XXX课程设计：管壳式换热器设计学院：机械与XXX专业：热能与动力工程专业班级：11-02班指导老师：小组成员：目录第一章：设计任务书第二章：管壳式换热器简介第三章：设计方法及设计步骤第四章：工艺计算4.1 物性参数的确定4.2 核算换热器传热面积4.2.1 传热量及平均温差4.2.2 估算传热面积第五章：管壳式换热器结构计算管壳式换热器是常用的热交换设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。

本次课程设计旨在设计一台管壳式换热器，以满足特定工艺条件下的换热需求。

在设计之前，需要了解管壳式换热器的基本结构和工作原理。

管壳式换热器由外壳、管束、管板、管箱、管夹等部分组成。

热量通过内置于管束中的流体在管内传递，再通过管壳间的流体传递到外壳中，从而实现热交换。

设计过程中，需要确定流体的物性参数，包括密度、比热、导热系数等。

同时，还需要核算换热器传热面积，以满足特定的传热需求。

传热量和平均温差是计算传热面积的重要参数，而估算传热面积则需要考虑流体的流动状态、管束的排布方式等因素。

最终，我们将根据设计要求进行管壳式换热器的结构计算，确定外壳、管束等部分的尺寸和数量，以满足特定工艺条件下的换热需求。

第一章设计任务书本项目旨在设计一台管壳式换热器，用于将煤油由140℃冷却至40℃。

处理能力为10t/h，压强降不得超过100kPa。

具体操作条件为：煤油的入口温度为140℃，出口温度为40℃，冷却水的入口温度为26℃，出口温度为40℃。

2.第二章管壳式换热器简介管壳式换热器是石油化工行业中应用最广泛的换热器。

尽管各种板式换热器的竞争力不断上升，但管壳式换热器仍然占据着换热器市场的主导地位。

目前，各国为提高这类换热器性能进行的研究主要集中在强化传热、提高对苛刻工艺条件的适应性以及开发适用于各类腐蚀介质的材料。

此外，结构改进也是向着高温、高压、大型化方向发展的必然趋势。

5.1 换热管计算及排布方式在设计管壳式换热器时，需要计算并确定换热管的数量、直径和排布方式。

管壳式换热器热力计算软件开发

管壳式换热器热力计算软件开发


这一缺点 ，并能够提高热力计算的准确性 ，另外
软 件具有 友好 的界 面 ，用户 可 以选择 合适 的换 热
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式中： ｒ ，胁， ｒ 分别 为努 赛尔 ，雷诺 和普 ，尸， 朗特准则数；ｎ为常数 ，流体被加 热时取 ０４ ．， 被冷却时取 ０ ３ ， 分别为管 的内径和管 的长 ． ；ｄ Ｚ 度，ｍ；ｕ，ｕ 分别为流体 的平均动力粘度和管 ， 壁 处的动 力粘度 ，ｋ／ （ ・ ） ｇ ｍ ｓ。 ②壳侧对流传热系数的计算 般情 况下在 壳侧加 折流板 来强化 壳侧 的对
钢 铁厂 的加 热炉是 大型 的耗 能设 备 ，其 出炉 膛 烟气 温度 一般 为 ９０Ｃ左右 ，经加 热 炉尾 部空 ０￣ 气 换热 器换 热后 的烟 气 温度 仍 然有 ４０～５０ｅ。 ５ ０￣ 然后 排 人大 气 … ，很 大 一 部 分 热 量 没 有 得 到 回 收利 用 ，造成 了能源 的浪费 。随着 国家节 能减排
平台 ，可以实现管壳式换热器的热力设计计算和热 力校核计算 。通过 该软件可 以对换热器 进
行优化设 计。 关键 词 加热 炉 管壳式换热器 热力计算
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管壳式换热器的建模、换热计算和CFD模拟

管壳式换热器的建模、换热计算和CFD模拟

毕业设计（论文）管壳式换热器的建模、换热计算和CFD模拟专业年级2007级热能与动力工程专业学号姓名******** 杨郭指导教师刘巍评阅人刘庆君二零一一年六月中国南京任务书课题名称：管壳式换热器的建模、换热计算与CFD模拟课题类型：毕业论文任务书内容:1、英文资料的翻译5千个汉字字符以上（要求和热动、空调、能源、环境、新能源等本专业有关的内容，可以是英文著作、设备使用手册、英文文献检索、英文专利文献、网上专题介绍等实用性的、将来工作中可遇到的相关题材的文章，最好不要是科普类、教学类的英文）2、使用的原始资料（数据）及设计技术要求：2.1.管壳式换热器，热交换功率100kW，200kW。

2.2.温度进口350~500℃，出口温度150~200℃，流速可变；温度进口100~150℃，出口温度300~450℃，流速可变。

其总流阻损失应在满足规定要求。

2.3.换热器材料可选，几何尺寸可变；工作介质可选择（空气、水、氟利昂） 2.4.换热器外壁面绝热保温； 2.5.采用CFD模拟计算与能量分析，对系统进行相关工况的模拟；3、设计内容：3.1. 学习和消化设计任务书，按照设计任务书的设计内容，拟定工作内容和计划，拟定出设计和计算的每个过程中应该遵循设计要求与规定。

3.2.查找和收集有关管壳式换热器的历史和现状资料，查找相关管壳式换热器的运用案例，及其相关的技术条件和运行要求。

3.3.以科技文献检索，包括期刊、专利、设计标准、产品标准、设计手册、产品样本，寻找和熟悉相关的分析计算软件；熟悉设计工具软件、电脑等；3.4.根据已知参数，用ProE设计出符合要求的管壳式换热器，并学习如何导入相关软件进行网格设计；3.5.进行管壳式换热器CFD网格设计，用fluent软件对管壳式换热器进行变工况运行能量分析；3.5.分析计算换热器的流阻损失，其结果的合理性，分析提高换热效率主要手段和改进的方向。

3.6.输出的计算文件包括：3.6.1.完整的毕业设计任务书3.6.2.符合要求的算模型的结构、尺寸； 3.6.3.换热计算的过程、表格，计算结果的结论等等； 3.6.4.规定状态的CFD模拟结果和能量分析图； 3.6.5.毕业设计论文； 3.7.把所作的工作、学习的体会、方案的选择过程、计算方案过程等写在过程手册中，写好毕业设计论文。

列主元高斯消元法的C语言编程及列管式换热器设计

列主元高斯消元法的C语言编程及列管式换热器设计

列主元高斯消元法的C语言编程及列管式换热器设计主元高斯消元法（Gaussian Elimination）是一种线性代数中常用的求解线性方程组的方法。

它可以被用于列管式换热器的设计中，来计算热交换器的换热性能。

下面是用C语言实现主元高斯消元法的代码：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define SIZE 10void swapRow(double matrix[SIZE][SIZE], int row1, int row2, int n)for(int i = 0; i <= n; i++)double temp = matrix[row1][i];matrix[row1][i] = matrix[row2][i];matrix[row2][i] = temp;}void printMatrix(double matrix[SIZE][SIZE], int n)for(int i = 0; i < n; i++)for(int j = 0; j <= n; j++)printf("%lf ", matrix[i][j]);}printf("\n");}void gaussianElimination(double matrix[SIZE][SIZE], int n) for(int i = 0; i < n; i++)//列中绝对值最大的元素int maxRow = i;for(int j = i + 1; j < n; j++)if(abs(matrix[j][i]) > abs(matrix[maxRow][i]))maxRow = j;}}//交换行swapRow(matrix, i, maxRow, n);//消元for(int j = i + 1; j < n; j++)double factor = matrix[j][i] / matrix[i][i];for(int k = i; k <= n; k++)matrix[j][k] = matrix[j][k] - factor * matrix[i][k];}}}void backSubstitution(double matrix[SIZE][SIZE], double solution[SIZE], int n)for(int i = n - 1; i >= 0; i--)solution[i] = matrix[i][n];for(int j = i + 1; j < n; j++)solution[i] -= matrix[i][j] * solution[j];}solution[i] /= matrix[i][i];}int maiint n;printf("请输入未知数的个数：");scanf("%d", &n);double matrix[SIZE][SIZE];double solution[SIZE];//输入方程组的系数矩阵和常数列printf("请输入方程组的系数矩阵和常数列（以空格分隔）：\n"); for(int i = 0; i < n; i++)for(int j = 0; j <= n; j++)scanf("%lf", &matrix[i][j]);}}//打印输入的矩阵printf("输入的矩阵为：\n");printMatrix(matrix, n);//利用高斯消元法求解方程组gaussianElimination(matrix, n);//利用回代法求解解向量backSubstitution(matrix, solution, n);//打印解向量printf("解向量为：\n");for(int i = 0; i < n; i++)printf("x%d = %lf\n", i+1, solution[i]);}return 0;```上述代码实现了主元高斯消元法的求解过程，通过键盘输入方程组的系数矩阵和常数列，然后计算出解向量。