【正文】 傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)，可見取傳熱管長l=6m，則該傳熱管程數(shù)為： 則傳熱管的總根數(shù)為： N=Npns=2120=240（根）由前面的計算已求得，按單殼程、多管程計算，逆流時：=℃而此時，我們有：P=R=由圖419（參見天津大學(xué)出版社的《化工原理（上冊修訂版）》233頁）可查得：=﹥，所以，修正后的傳熱溫度差為：= ==32℃ 于是，校正后的平均傳熱溫差是32℃，殼程數(shù)為單程，管程數(shù)為2。如果管程走的是易結(jié)垢的流體，則應(yīng)常用較大直徑的管子。 =320W/m2?℃由以上的計算數(shù)據(jù)，代入下面的公式，計算傳熱面積：考慮15%的面積裕度，則：167。s輕有機(jī)物μ＜s中有機(jī)物μ=～1mPas有機(jī)物μ＜s中有機(jī)物μ=～1mPa逆流時，我們有 煤油：140℃→40℃ 水： 40℃←30℃從而， =℃ 而此時，我們有：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℃；由圖419（參見天津大學(xué)出版社的《化工原理（上冊修訂版）》233頁）可查得：=﹥，所以，修正后的傳熱溫度差為：= ==32℃ 由以上的計算結(jié)果以及已知條件，很容易算得：Wc=== kg/h總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值見表34，有關(guān)手冊中也列有其他情況下的總傳熱系數(shù)經(jīng)驗值，可供設(shè)計時參考。 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）由上表，我們初步選用Φ25，管內(nèi)流速取ui=。兩流體的溫度變化情況如下：（1）煤油：入口溫度140℃，出口溫度40℃；（2）冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度30℃，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，其進(jìn)口溫度會降低，考略到這一因素，估計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。設(shè)備與部件應(yīng)便于運(yùn)輸與拆卸，在廠房移動時不會受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排放口，檢查孔與敷設(shè)保溫層。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器自然有各自不同的優(yōu)缺點與性能；所以在換熱器的設(shè)計中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇使用的類型，然后計算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。在化工廠，換熱器的費用約占總費用的10%20%，在煉油廠約占總費用的35%40%。當(dāng)兩流體的溫度差較大時，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛，如表21所示。換熱器在其他部門如動力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。附：化工原理課程設(shè)計之心得體會………………………………………………………………………30167。五. 換熱器核算………………………………………………………………………………………….…21167?！? 167。 述…………………………………………………………………………………………………..3 167?！?.…………25 167。煤油冷卻器的設(shè)計 ：10萬噸/年煤油：列管式換熱器(1).煤油：入口溫度140℃，出口溫度40℃(2).冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度30℃，出口溫度40℃(3).允許壓強(qiáng)降：不大于100kPa(4).煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3，(kg.℃)，(m.℃)(5).每年按330天計，每天24小時連續(xù)運(yùn)行、殼程流體阻力計算（浮頭式換熱器除外）（見A1圖紙另附）167。因此，設(shè)計和選擇得到使用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價和操作費用具有十分重要的作用。表21 傳熱器的結(jié)構(gòu)分類類型特點間壁式管殼式列管式固定管式剛性結(jié)構(gòu)用于管殼溫差較小的情況（一般≤50℃），管間不能清洗帶膨脹節(jié)有一定的溫度補(bǔ)償能力，殼程只能承受低壓力浮頭式管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場合U型管式管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)清洗及檢修困難填料函式外填料函管間容易泄露，不宜處理易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的介質(zhì)內(nèi)填料函密封性能差，只能用于壓差較小的場合釜式殼體上部有個蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮雙套管式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要用于高溫高壓場合和固定床反應(yīng)器中套管式能逆流操作，用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器或預(yù)熱器螺旋管式沉浸式用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱噴淋式只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝板面式板式拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性較大的液體間換熱螺旋板式可進(jìn)行嚴(yán)格的逆流操作，有自潔的作用，可用做回收低溫?zé)崮軅惆迨浇Y(jié)構(gòu)緊湊，拆洗方便，通道較小、易堵，要求流體干凈板殼式板束類似于管束，可抽出清洗檢修，壓力不能太高混合式適用于允許換熱流體之間直接接觸蓄熱式換熱過程分階段交替進(jìn)行，適用于從高溫爐氣中回收熱能的場合 因設(shè)計需要，下面簡單介紹一下固定管板式換熱器。有具有補(bǔ)償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束的熱膨脹程度不同時，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對換熱器的要求也日益加強(qiáng)。 完善的換熱器在設(shè)計和選型時應(yīng)滿足以下各項基本要求： （1）合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件：可以從：①增大傳熱系數(shù)②提高平均溫差③妥善布置傳熱面等三個方面具體著手。 （4）經(jīng)濟(jì)合理 評價換熱器的最終指標(biāo)是：在一定時間內(nèi)（通常1年內(nèi)的）固定費用（設(shè)備的購置費、安裝費等）與操作費（動力費、清洗費、維修費）等的總和為最小。(流動空間的選擇)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。定性溫度：對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。選擇時，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。s重有機(jī)物μ＞1mPas有機(jī)物μ=～1mPas重有機(jī)物μ＞1mPas中有機(jī)物μ=～1mPa四. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計換熱器中最常用的管徑有φ19mm2mm和φ25mm。標(biāo)準(zhǔn)管子的長度常用的有1500mm，2000mm，3000mm，6000mm等。 采用多管程（2管程）結(jié)構(gòu)，D=a（b1）+2e式中 D——殼體內(nèi)徑，mm； ——管心距，mm； ——橫過管束中心線的管數(shù)，管子按正三角形排列：=；管子按正方形排列：=，n為換熱器的總管數(shù)；