(3)确定流体进入的空间
(5)计算有效平均温度差,一般先按逆流计算,然后再校核
(6)选取经验传热系数
(7)计算传热面积
(8)查换热器标准系列,获取其基本参数
(9)校核传热系数,包括管程、壳程对流给热系数的计算。假如核算的K与原选的经验值相差不大,就不再进行校核。若相差较大,则需重复(6)以下步骤 (10)校核有效平均温度差
(11)校核传热面积
(12)计算流体流动阻力。若阻力超过允许值,则需调整设计。
非标准系列化列管式换热器的设计计算步骤
(1)了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能
(2)计算传热量,并确定第二种流体的流量
(3)确定流体进入的空间
(4)计算流体的定性温度,确定流体的物性数据
(5)计算有效平均温度差,一般先按逆流计算,然后再校核
(6)选取管径和管内流速
(7)计算传热系数,包括管程和壳程的对流传热系数,由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关,因此,一般先假定一个壳程传热系数,以计算K,然后再校核
(8)初估传热面积,考虑安全因素和初估性质,常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍
气泡云(9)选取管长
(10)计算管数
(11)校核管内流速,确定管程数
(12)画出排管图,确定壳径和壳程挡板形式及数量等
(13)校核壳程对流传热系数
(14)校核平均温度差
(15)校核传热面积
(16)计算流体流动阻力。若阻力超过允许值,则需调整设计。
甲苯立式管壳式冷凝器的设计(标准系列)
一、设计任务
1.处理能力:2.376×104t/a正戊烷;
2.设备形式:立式列管式冷凝器。
二、操作条件
1.正戊烷:冷凝温度51.7℃,冷凝液于饱和温度下离开冷凝器;
2.冷却介质:为井水,流量70000kg/h,入口温度32℃;
3.允许压降:不大于105Pa;
4.每天按330天,每天按24小时连续运行。
三、设计要求
选择适宜的列管式换热器并进行核算。
附:正戊烷立式管壳式冷却器的设计——工艺计算书(标准系列)
正戊烷立式管壳式冷凝器的设计跛行回家——工艺计算书(标准系列)
本设计的工艺计算如下:
此为一侧流体为恒温的列管式换热器的设计。
1.确定流体流动空间
冷却水走管程,正戊烷走壳程,有利于正戊烷的散热和冷凝。
2.计算流体的定性温度,确定流体的物性数据
正戊烷液体在定性温度(51.7℃)下的物性数据(查化工原理附录)
井水的定性温度:
入口温度为,出口温度为
式中
井水的定性温度为
两流体的温差,故选固定管板式换热器
两流体在定性温度下的物性数据如下
物性 流体 | 温度 ℃ | 密度 kg/m3 | 粘度 mPa·s | 比热容 kJ/(kg·℃) | 导热系数 W/(m·℃) |
正戊烷 | 51.7 | 596 | 0.18 | 2.34 | 0.13 |
井水 | 35.67 | 993.7 | 0.717 | 4.174 | 0.627 |
| | | | | |
3.计算热负荷
4.计算有效平均温度差
逆流温差
5.自助式洗衣机选取经验传热系数K值
根据管程走井水,壳程走正戊烷,总传热系数,现暂取。肉模
6.估算换热面积
7.初选换热器规格
立式固定管板式换热器的规格如下
公称直径D…………………………500mm
公称换热面积S……………………40m2
管程数Np…………………………..2
管数n………………………………..172
管长L………………………………..3.0m
管子直径……………………………..
管子排列方式………………………..正三角形
换热器的实际换热面积
该换热器所要求的总传热系数
8.核算总传热系数
(1)计算管程对流传热系数
(湍流)
故
(2)计算壳程对流传热系数
因为立式管壳式换热器,壳程为正戊烷饱和蒸汽冷凝为饱和液体后离开换热器,故可按蒸汽在垂直管外冷凝的计算公式计算
电力安全性评价现假设管外壁温,则冷凝液膜的平均温度为,这与其饱和温度很接近,故在平均膜温45.85℃下的物性可沿用饱和温度51.7℃下的数据,在层流下:
(3)确定污垢热阻
(4)总传热系数
所选换热器的安全系数为
表明该换热器的传热面积裕度符合要求。
(5)核算壁温与冷凝液流型
核算壁温时,一般忽略管壁热阻,按以下近似计算公式计算
,这与假设相差不大,可以接受。
核算流型
冷凝负荷
(符合层流假设)
9.计算压强降
(1)计算管程压降
(Ft结垢校正系数,Np管程数,Ns壳程数)
取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm,则,而,于是
对的管子有
(2)计算壳程压力降
壳程为恒温恒压蒸汽冷凝,可忽略压降。
由此可知,所选换热器是合适的。心电电极