列管式冷凝器设计

题目：欲用冷水将720kg/h的EC（碳酸乙烯脂）蒸汽冷凝，温度由冷却至凝结。冷水的进出口温度分别是和。若要求换热器的管程和壳程的压强降不大于10KPa，设计合适的列管式冷凝器。（忽略管壁热阻和热损失）

定性温度下流体物性如下表：

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	密度，kg/m3	比热容，kJ/（kg.0C）	粘度，Pa.s	导热系数，W/（m.0C）
EC蒸汽	1410	1.88微生物发酵床	0.155	0.05
水	994	4.2	0.727	0.626

一、试算和初选冷凝器的规格

1、计算热负荷和冷却水流量

2、计算两流体的平均温度和平均温差。暂时按单壳程、多管程进行计算。逆流时平均温差为：

而 P=

查得

所以

3、初选冷凝器规格。根据流体的情况，假设K=120W/（m2.

故

由于，因此需要考虑热补偿。据此，

选定换热器规格如下：

壳径，mm 公称压强，MPa 公称面积，m2 管程数	260 -0.1 2.7 2	升降式晾衣架管子尺寸，mm 管长，m 管子总数管子排列方法	1 无人机机巢35 正方形

实际传热面积

若采用此换热器，则要求过程中总传热系数为120W/（m2.0C）

二、核算压强降

1、管程压强降（走水）

其中，。

管程流通面积

（湍流）

设管壁粗糙度，由关系图中查得：超高压电容

所以

则

2、壳程的压强降（走蒸汽）

其中，。

管子为正方形斜转450排列，F=0.4。

取折流挡板间距。

壳程流通面积

所以

微波热疗机

计算表明，管程和壳程压强降都能满足设计要求。

三、核算总传热系数管程对流传热系数（走水）

=7657（湍流）

2、壳程对流传热系数（走蒸汽）

取换热器列管中心距t=35mm。

流体通过管间最大截面积为

壳程中EC蒸汽被冷凝，取。

所以

3、污垢热阻参考附录二十，管内、外侧污垢热阻分别取为

4、总传热系数K。管壁热阻可忽略时，总传热系数K。为

由前面计算可知，选用这种规格的冷凝器时要求过程的总传热系数为，在规定的流动条件下，计算出的K。为，故设计的换热器是合适的。安全系数为

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标签：管程计算流体

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