当前位置：文档之家 › 管壳式换热器设计

管壳式换热器设计

  • 格式：xls
  • 大小：265.50 KB
  • 文档页数：8
#NAME?
弓形 0.125
120 0.25
17 116 0.0254 112 24
57
折流板直径
Db
58
折流板缺口面积
Awg
59 错流区内管数占总管数的百分比
Fc
60
缺口处管子所占面积
Awt
61
流体在缺口处流通面积
Ab
62 流体在两折流板间错流流通截面积 Ac
63
壳程流通截面积
As
课
程 64
壳程接管直径
72.1/61.85
1 tw1 tm1 K 0( rs,1)tm
0 查图2.35
假定
查物性表
Pi
4 fi
L
wt 2
(
/
)0.14 w2
di 2
4
0.0065
4 4.5 0.021
996 2
（
719 654
106 106
）-0.14
Pr 4 wt2 Zt 4 996 4
2
2
PN 1.5 wt2 1.5 996.951
s
㎡
0.25[0.5 0.473 0.473 0.025 (0.032 0.025)]
0.031
0.032
㎡
As Ab Ac = 0.0260.031
0.028515335
π
mm
按
D2 1
0.0285
计算，并由钢管标准选接近规格
φ203×6
4
排
由图
8
排
Ncw 0.8 h
3.6
sp
1
对
100
2.33 744 60.40.5006100456 0.1028
13.70121595
35 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
#NAME?
0.98 952.2 #NAME?
52.79
0.083
10 0.972 51.32
230 80.68
φ25×2 1
#NAME?
#NAME?
理想管束错流段阻力
98
理想管束缺口处阻力
99
旁路校正系数
100
折流板泄漏校正系数
101 折流板间距不等的校正系数
102
壳程总阻力
Re1
Re1
M 1d 0 1 As
4.17 0.025 604.5106 0.0284
jH jc
j1
jb
jo
kg
Gs
m2 s
tw
℃
μw1
kg/(m·s)
由图2.28
由图2.29
选用
At M 2 = 22.79 2w2 994.1
n
π4dAit2
=
4 0.02292 0.0212
l F / nZπt d0 80.68 / (66 4π 0.025)=3.88
取标准长
选 由表2.3
由表2.3
sp=scos30o sn=ssin30o 由2.1.5节
数值 150 50 30 40 0.1 0.3 4.17
Ds
m
按GB151-2014规定，取标准直径 l/Ds=4.5/0.5
D2
mm
D2 1.13 M 2 1.13 22.79 1000mm
w
994 1
按钢管标准取值
Re2
Re 2
w2 2di 2
= 19940.021 719 106
α2
W/( ｍ2·℃)
2
2
0.023 Re
0.8 2
Pr
0.4 2
查图2.38
查图2.37
间距相等，无需校正
Ps [(Nb 1)PbkRb NbPwk]R1 2PbkRb(1 Ncw)Rs Nc
6048 0.01
1
0.7
0.82 0.0057 146.2
63 0.001080
314.9 0.00052 0.00041
略
#NAME?
#NAME? #NAME? #NAME? 0.0065
2 0.125)] 0.473
0.64
2 arccos(0.5 2 0.125)} 0.473
Awt πdo 2 nt(1 Fc)
㎡
8
π 0.0252 140 (1 0.64)
8
0.01237
㎡
Ab=Awg-Awt=0.03839-0.01237
0.026
Ac ls[Ds DL DL d 0 (s d 0)]
2
2
查物性表
查物性表
查物性表
查物性表
Pr2
2cp2 2
719 10-6 4178 0.623
取用
Q M1cp1(t1 t1)
L
15000 3600
2.33 （150
-
50）
0.98
M 2 Q / cp2(t2 t2) 952.2 / 4.178(40 30)
t1m, c
t max t min ln t max
93
94
95 阻 96 力 计 算 97
旁通校正因子 壳程传热因子 壳程质量流量 壳侧壁面温度 壁温下煤油粘度
壳侧换热系数
水垢热阻 煤油污垢热阻
管壁热阻
传热系数
传热面积 传热面积之比 检验壳侧壁温 管内摩擦系数
管侧壁温 壁温下水的粘度
沿程阻力
回弯阻力 进出口连接管阻力
两台管程总阻力 理想管束摩擦系数
㎡
2
Ds
0.002365
0.5(0.5 0.4955) [π-arccos(1 2 0.25)]
2
0.5
72
壳程雷诺数
73
理想管数传热因子
74
折流板缺口校正因子
75
折流板泄漏校正因子
76
77 78 79 80
81
82 83 84 需 用 传 85 热 面 积 86
87
88 89 90 91
92
Ds
m
b3=0.25d=6.25mm，且≮8mm，故
0.5
Ds=0.473+2×0.008=0.489m
44
45
管 程 46 计 算
47
48 49 50 51 52 53 54 55 56
壳体内径
长径比
管程接管直径
管程雷诺数
管程换热系数
折流板形式 折流板缺口高度 折流板的圆心角
折流板间距 折流板数目 折流板上管孔数 折流板上管孔直径 流过折流板上管子数目 折流板缺口处管子数目
K，
W/(m2·℃)
F，
m2
mm
w2
m/s
At
㎡
n
根
l
m
s
mm
lE
mm
sp
mm
sn
mm
mm
计算公式或数据来源
由题意 由题意 由题意 由题意
由题意
由题意
由题意
（t1 t1） (150 50)
2
2
查物性表
查物性表
查物性表
查物性表
Pr 1 1cp1 604.510-6 2330
1
0.1028
t2 t2 = 30 40
40 #NAME?
#NAME?
#NAME? #NAME? #NAME?
0.19
#NAME?
59.9
0.79 0.55
1 #NAME?
103
两台的壳程总阻力
ΔPs
Pa
ΔPs,=2ΔPs
#NAME?
附 录
备注
1.704748092 0.833333333
0.1 以外径为准
4.5 #NAME?
见图
合理
由 Asb Atb 0.002365 0.0035 0.1889
Ac
0.031
及 Asb 0.002365 0.40 Asb Atb 0.002365 0.0035
查图2.30
由 Nss 3 0.333及Fbp 0.395 Nc 9
查资料图线2.31
j0=jHjcj1jb
Gs=M1/As=4.17/0.0285
=
110 20 ln 110
t min
20
t2 t2 = 40 30 t1 t2 150 30 t1 t1 = 150 50 t2 t2 40 30
由（2-4）型公式计算
t1m, c 0.972 52.79
查参考资料 F Q 952.21000
K Otm 230 52.79 选用碳钢无缝钢管
D1
结
构 65
错流区管排数
Nc
及
壳 66 每一缺口内的有效错流管排数
Ncw
程
计 67
旁流通道数
NE
算
68
旁通挡板数
Nss
69 错流面积中旁流面积所占分数
Fbp
70
一块折流板上管子和管孔间泄漏面 积
Atb
71
折流板外缘与课题内壁之间泄露面 积
Asb
m
由GB151-2014规定
0.4955
m2
Awg
Ds 2 4
2
2
Pt Pi Pr PN
查图2.36
Pa
Pa
—— —— —— Pa
Pbk 4 fk
Ms2 Nc
(1
/
)0.14
w1
2 Ac2 1
4.172 8
=4 0.19
1.084
2 0.0312 744
Pwk

合集下载

孙兰义教授新作《换热器工艺设计》第3章 管壳式换热器ppt

孙兰义教授新作《换热器工艺设计》第3章 管壳式换热器ppt

② ①
特性
适用范围
ϕ25×2.5
325~1Байду номын сангаас00
2，4
3，6
ϕ19×2 ϕ25×2.5
△
浮头 式
GB/T 28712.1 —2012
325~1900
2，4， 3， 4.5， 6， ϕ19×2 6 9
◇
ϕ25×2.5
3.1 管壳式换热器的特点

管壳式换热器的主要组合部件
TEMA标准中规定的管壳式换热器的主要组合
图3-3 GB/T 151-1999 管壳式 换热器中的主要部件和部件代号图
⑤ F型壳体用于需要多壳体的工况，它可起到两台或多 台串联换热器的作用，并允许换热器温度交叉的出现。
3.1 管壳式换热器的特点

前端管箱和后端管箱
前端管箱有封头管箱和平盖管箱两种基本型式。封头管箱（B）最常用，一 般是在管侧流体较清洁的情况下使用。平盖管箱可以是可拆式（A）也可以与 管板做成一个整体（C）。对于水冷却器，当管侧需要定期清洗且管侧设计压 力小于1 MPa时，前封头可选A型，对于高压换热器前封头宜选择D型。各管箱 详细介绍见书p6~p7。 可参考的一般选型指导：

（a）竖缺形折流板
（b）横缺形折流板
图3-11 折流板缺口方向
3.2 管壳式换热器结构参数选择

折流板换热器间隙 折流板管孔与管壁之间的间隙 根据TEMA标准，对于未受支承的管子的最大长度为36 in（914.4 mm）
或更小，或者对于外径大于1.25 in（31.8 mm）的管子，该孔隙为1/32 in （0.80 mm）；对于未受支承的长度超过36 in，外径为1.25 in或更小的 管子，该孔隙为1/62 in（0.40 mm）。
管壳式换热器工艺设计说明书

管壳式换热器工艺设计说明书

管壳式换热器工艺设计说明书1.设计方案简介1.1工艺流程概述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，甲苯走壳程。

如图1，苯经泵抽上来，经管道从接管A进入换热器壳程；冷却水则由泵抽上来经管道从接管C进入换热器管程。

两物质在换热器中进行交换，苯从80℃被冷却至55℃之后，由接管B流出；循环冷却水则从30℃升至50℃，由接管D流出。

图1 工艺流程草图1.2选择列管式换热器的类型列管式换热器，又称管壳式换热器，是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。

其主要优点是：单位体积所具有的传热面积大以及窜热效果较好；此外，结构简单，制造的材料范围广，操作弹性也较大等。

因此在高温、高压和大型装置上多采用列壳式换热器。

如下图所示。

1.2.1列管式换热器的分类根据列管式换热器结构特点的不同，主要分为以下几种：⑴固定管板式换热器固定管板式换热器，结构比较简单，造价较低。

两管板由管子互相支承，因而在各种列管式换热器中，其管板最薄。

其缺点是管外清洗困难，管壳间有温差应力存在，当两种介质温差较大时，必须设置膨胀节。

固定管板式换热器适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清洗及温差不大或温差虽大但壳程压力不高的场合。

固定板式换热器⑵浮头式换热器浮头式换热器，一端管板式固定的，另一端管板可在壳体内移动，因而管、壳间不产生温差应力。

管束可以抽出，便于清洗。

但这类换热器结构较复杂，金属耗量较大；浮头处发生内漏时不便检查；管束与壳体间隙较大，影响传热。

浮头式换热器适用于管、壳温差较大及介质易结垢的场合。

⑶填料函式换热器填料函式换热器，管束一端可以自由膨胀，造价也比浮头式换热器低，检修、清洗容易，填函处泄漏能及时发现。

但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不宜处理易挥发、易燃、易爆、有毒的介质。

⑷U形管式换热器U形管式换热器，只有一个管板，管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。

其缺点是管内不便清洗，管板上布管少，结垢不紧凑，管外介质易短路，影响传热效果，内层管子损坏后不易更换。

化工原理课程设计管壳式换热器的设计

化工原理课程设计管壳式换热器的设计

西北大学化工学院列管式换热器的工艺设计说明书题目: 列管式换热器的工艺设计和选用课程名称: 化工原理课程设计专业: 化学工程与工艺班级: 09级学生姓名: 李哲学号: 2009115057指导教师: 吴峰设计起止时间：2012 年1月1日至2012 年 1月13日设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用一、设计条件炼油厂用循环水将煤油油从230℃冷却到120℃。

柴油流量位28700kg/h；循环水初温为22℃，经换热后升温到46℃。

换热器的热损失可忽略。

管、壳程阻力压降不大于100kPa。

试设计能完成上述任务的列管式换换热器。

二、设计说明书的内容1、设计题目及原始数据；2、目录；3、设计方案的确定；4、工艺计算及主体设备设计；5、辅助设备的计算及选型；（主要设备尺寸、衡算结果等）；6、设计结果概要或设计结果汇总表；7、参考资料、参考文献；目录一．设计任务及设计条件 (3)二．设计方案 (3)1.换热器类型选择 (3)2.流程选择 (3)3.流向选择 (3)三．确定物性数据 (3)四．估算传热面积 (3)五．工艺结构尺寸计算 (3)1.管径及管内流速选择 (3)2.传热管数和传热管程数 (4)3.平均传热温差校正及壳程数 (5)4.传热管排列和分程方法 (5)5.壳体内径 (5)6.折流板 (5)7.其他主要附件 (6)8.接管 (6)9.壁厚的确定、封头 (7)六．换热器核算 (7)（一）.热流量核算 (7)1.壳程表面传热系数核算 (8)2.管程表面传热系数核算 (8)3.污垢热阻 (9)4.传热面裕度 (9)（二）传热管壁温及壳体壁温计算 (9)（三）阻力计算 (10)1.管程流体阻力计算 (10)2.壳程流体阻力计算 (10)七．换热器主要计算结果汇表 (11)八．主要符号说明 (11)九．换热器主要结构尺寸图和管子布置图 (12)十．参考文献 (15)一．设计任务及设计条件：用循环冷却水将流量为28700Kg/h 的煤油从230℃降至120℃，冷却水为清净河水，进口温度22℃，选定冷却水出口温度46℃，设计一台列管换热器完成冷却任务。

化工原理课程设计——管壳式换热器课程设计(安全系数为1625%)

化工原理课程设计——管壳式换热器课程设计(安全系数为1625%)

目录化工原理课程设计任务书设计概述试算并初选换热器规格1. 流体流动途径的确定2．物性参数及其选型3. 计算热负荷及冷却水流量4. 计算两流体的平均温度差5. 初选换热器的规格工艺计算1. 核算总传热系数２. 核算压强降经验公式设备及工艺流程图设计结果一览表设计评述参考文献化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书一.设计任务用初温为２0℃的冷却水,将流量为（4０00+２0０×学号)kg/ｈ的９5%（体积分率）的乙醇水溶液从７0℃冷却到35℃；设计压力为１.6MPa,要求管程和壳程的压降不大于30kPa,试选用适当的管壳式换热器。

二．设计要求每个设计者必须提交设计说明书和装配图(Ａ2或Ａ3）。

1．设计说明书必须包括下述内容：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、符号说明、参考文献以及设计自评等。

2．设计计算书的主要内容应包括的步骤：1) 计算热负荷、收集物性常数。

根据设计任务求出热流体放热速率或冷流体吸热速率,考虑了热损失后即可确定换热器应达到的传热能力Ｑ;按定性温度确定已知条件中未给出的物性常数。

2) 根据换热流体的特性和操作参数决定流体走向(哪个走管程、哪个走壳程）;计算平均温差。

３) 初步估计一个总传热速率常数K估,计算传热面积Ａ估。

4) 根据Ａ估初选标准换热器;5) 换热面积的核算。

分别按关联式求出管内、外传热膜系数，估计污垢热阻，求出总传热速率常数K核,得出所需传热面积A需，将Ａ需与A实际进行比较，若A实际比A需大15%-２5%,则设计成功；否则重新计算。

6) 管程和壳程压力降的核算。

7)接管尺寸的计算。

3．符号说明的格式：分为英文字母、希腊字母，要按字母排序，要写出中文名称和单位;４.参考文献的格式:按GB７71４-87的要求。

一、设计题目:设计一台换热器二、操作条件：1、乙醇水溶液：入口温度7０℃，出口温度35℃。

2、冷却介质:循环水，入口温度20℃。

３、允许压强降:不大于3０kPa。