煤油冷卻器課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-02 20:00 本頁(yè)面
【正文】 2]。 每根管子都彎成U形，兩端固定在同一個(gè)管板上，因此，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問題。這種結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。其缺點(diǎn)是管內(nèi)不易清洗，并且因?yàn)楣茏右幸欢ǖ膹澢霃?，其管板利用率較低。[1]。 根據(jù)任務(wù)書給定的冷熱流體的溫度，來選擇設(shè)計(jì)列管式換熱器的固定管板式換熱器；再根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)，判斷其是否容易結(jié)垢，來選擇管程走什么，殼程走什么。本設(shè)計(jì)中選擇使循環(huán)工業(yè)硬水走管程，煤油走殼程。從資料中查得冷熱流體的物性數(shù)據(jù)，如比熱容，密度，粘度，導(dǎo)熱系數(shù)等。計(jì)算出總傳熱系數(shù)，再計(jì)算傳熱面積。根據(jù)管徑，管內(nèi)流速確定傳熱管數(shù)，算出傳熱管程，傳熱管總根數(shù)等。然后校正傳熱溫差及殼程數(shù)，確定傳熱管排列方式和分程方法。根據(jù)設(shè)計(jì)步驟，計(jì)算出殼體內(nèi)徑，選擇折流板，確定板間距，折流板數(shù)等；接著再對(duì)換熱器的熱量，官稱對(duì)流傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)，傳熱面積進(jìn)行核算，再算出面積裕度，最后，對(duì)流體的流動(dòng)阻力進(jìn)行計(jì)算。（見附圖）第二章 工藝計(jì)算和主體設(shè)備設(shè)計(jì) 初選換熱器類型 兩流體的溫度變化情況如下：（1）煤油：入口溫度130℃，出口溫度50℃；（2）冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度28℃，出口溫度40℃； 該換熱器用循環(huán)冷卻自來水進(jìn)行冷卻，冬季操作時(shí)，其進(jìn)口溫度會(huì)降低，考略到這一因素， 估計(jì)所需換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，需考慮熱膨脹的影響，相應(yīng)地進(jìn)行熱膨脹的補(bǔ)償，故而初步確定選用帶有膨脹節(jié)的管板式換熱器。 管程安排及流速確定已知兩流體允許壓強(qiáng)降不大于100kPa；兩流體分別為煤油和自來水。與煤油相比，水的對(duì)流傳熱系數(shù)一般較大。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會(huì)加快污垢增長(zhǎng)速度，使換熱器的熱流量下降，考慮到散熱降溫方面的因素，應(yīng)使循環(huán)自來水走管程，而使煤油走殼程。選用Φ25，管內(nèi)流速取ui=。,[1]。 流體種類流速/（m/s）管程殼程一般液體~3~易結(jié)垢液體1氣體5~303~15（以普通鋼壁為例）液體粘度/mPa．s＞15001500～500500～100100～3535～1＜1最大流速/（m/s）定性溫度：對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。殼程流體（煤油）的定性溫度為：℃管程流體（硬水）的定性溫度為：℃根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。[1]密度/（㎏/m3）比熱容/（kJ/kg?℃）粘度/（Pa?s）導(dǎo)熱系數(shù)/（W/m?℃）煤油825104水34℃)104 (1).煤油的流量（每年按300天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行），則煤油的流量為：Wh熱流體的流量，kg/h； (2).熱流量由以上的計(jì)算結(jié)果以及題目已知，代入下面的式子，有：Q=WhCph(T1T2)=℃（13050）℃=105W (3).平均傳熱溫差 計(jì)算兩流體的平均傳熱溫差 ，暫時(shí)按單殼程、多管程計(jì)算。 逆流時(shí)，我們有 煤油： 130℃→50℃ 水： 40℃←28℃ 從而 =℃ 此時(shí) P= R= 式子中： ——熱流體（煤油）的進(jìn)出口溫度，K或℃； ——冷流體（自來水）的進(jìn)出口溫度，K或℃； 可查得：=[1]﹥，所以，修正后的傳熱溫度差為： = ℃ (4).冷卻水用量 由以上的計(jì)算結(jié)果以及已知條件，很容易算得：Wc== (5).總傳熱系數(shù)K 選擇時(shí)，除要考慮流體的物性和操作條件外，還應(yīng)考慮換熱器的類型。 ： Re1= Pr1= αi= =?℃ ：假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)是： =500W/m2?℃污垢熱阻： Rsi=℃/W Rso= m2℃/W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)： =45 m2℃/W管壁厚度： b=內(nèi)外平均厚度： dm=在下面的公式中，代入以上數(shù)據(jù)，可得 (6).計(jì)算傳熱面積 由以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，代入下面的公式，計(jì)算傳熱面積： 考慮15%的面積裕度，則：
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