【文章內容簡介】 在此選擇逆流。選用ф 25 的碳鋼管，管內流速取 ui=。 設計和選用的計算步驟 設有流量為去 qm,h 的熱流體，需從溫度 T1 冷卻至 T2，可用的冷卻介質入口溫度 t1，出口溫度選定為 t2。由此已知條件可算出換熱器的熱流量 Q 和逆流操作的平均推動力 。根據傳熱速率基本方程： 當 Q 和 已知時，要求取傳熱面積 A 必須知 K 和 則是由傳熱面積 A 的大小和換熱器結構決定的?？梢?，在冷、熱流體的流量及進、出口溫度皆已知的條件下，選用或設計換熱器必須通過試差計算，按以下步驟進行。 初步選定換熱器的流動方式，保證溫差修正系數 大于 ，否則應改變流動方式，重新計算。計算熱流量 Q 及平均傳熱溫差 △ tm，根據經驗估計總傳熱系數 K估 ，初估傳熱面積 A 估 。選取管程適宜流速，估算管程數，并根據 A 估 的數值，確定換熱管直徑、長度及排列。 、確定物性數據 根據定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關物性數據。 硝基苯在 ℃下的有關物性數據如下： 密度 ρ o=1154 kg/m3 定壓比熱容 cpo=(kg℃ ) 導熱系數 λ o= 105＝ W/(m℃ ) 粘度 μ o= Pa s 冷卻水在 32℃下的物性數據： 密度 ρ i=定壓比熱容 cpi= kJ/(kg℃ ) 導熱系數 λ i= W/(m℃ ) 粘度 μ i= Pa s 計算總傳熱系數 熱流量 Wo=1 105 1000247。 300247。 24≈ 13889kg/h Qo=WocpoΔ to=13889 (9350)= kJ/h= kW 平均傳熱溫差 ℃27503793ln )2750()3793(ln39。t2121 ??? ?????? ?????tt ttm 冷卻水用量 hgQW O / ipii ?????? ）（ 總傳熱系數 K 管程傳熱系數 i iiie ????? ?R iiiiiiii ）（）（ ????? ? ）（ ?????? ℃）（ ?? m/ W 殼程傳熱系數 假設殼程的傳熱系數α o=290 W/(m2℃ )； 污垢熱阻 Rsi= m2℃ /W , Rso= m2℃ /W 管壁的導熱系數λ =45 W/(m℃ ) osomoioiiio 1dbddddd1??? ＋＋＋＋ RRK ? 290 10 0 0 7 1 2 2 0 2 0 0 3 4 6 1 8 1＋＋＋＋ ? ???? ℃）（ ?? m/400 W 計算傳熱面積 23m39。39。 mK QS ?? ???? 考慮 15％的面積裕度， S= S39。39。= = 工藝結構尺寸 管徑和管內流速及管長 選用ф 25 傳熱管 (碳鋼 )，取管 內流速 ui=，選用管長為 3m 管程數和傳熱管數 依據傳熱管內徑和流速確定單程傳熱管數 根實 os ????? ?AN 按單程管計算其流速為 smW /4)(4nd2s2ii ????????）（ 按單管程設計，流速過小，宜采用多管程結構。則該換熱器管程數為 ip ???N (管程 ) 傳熱管總根數 N=94 (根 ) 平 均傳熱溫差校正及殼程數 平均傳熱溫差校正系數 3793 ?????R 2750 ?????P 按單殼程，雙管程結構，溫差校正系數應查有關圖表。可得 ??? 平均傳熱溫差 ℃ 39。tm ??????? ? mt? 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法 ，即每程內均按正三角形排列，隔板兩側采用正方形排列。取管心距 t= d0，則 t= 25=≈ 32(mm) 橫過管束中心線的管數 ???CN 得到各程之間可排列 11 支管，即正六邊形可排 6 層。則實際排管數設為 102 根，其中 4 根拉桿，則實際換熱器為 98 根 殼體內徑 采用多管程結構，取管板利用率η＝ ，則殼體內徑為 ???? ?ND 圓整可取 D＝ 400mm 殼體內徑 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內徑的 25％，則切去的圓缺高度為 h＝ 400＝ 100mm，故可取 h＝ 100 mm。 取折流板間距 B＝ ，則 B＝ 400＝ 200mm，可取 B 為 200。 折流板數 NB=傳熱管長 / 折流板間距1=3000/2001=14(塊 )折流板圓缺面水平裝配。 接管 殼程流體進出口接管：取接管內硝基苯流速為 u＝ 1..0 m/s，則接管內徑為 11543600/13 8894u4d 1 ?? ????? ）（? V 取標準管徑為 108 mm 11mm。 管程流體進出口接管：取接管內冷卻水流速 u＝ m/s，則接管內徑為 ?? ??? ）（ 取ф 76mm 無縫鋼管。 換熱器核算 熱量核算 ①殼程對流傳熱系數 對圓缺形折流板，可采用凱恩公式 w3/eo ）（ ???? PR? 當量直徑，由正三角形排列得 )3(4)423(4 2222?? ????????ooe ddtd 殼程流通截面積 m017 oo ??????? ）（）（BDS 殼程流體流速及其雷諾數分別為 / 11543600/13889uoo???????Rs）（ 普蘭特準數 3 ????P 粘度校正 w ?）（ ?? ℃）（ ??????? 23/ m/ W? ②管程對流傳熱系數 iii PR?? ? 管程流通截面積 22i m0 1 4 ????S 管程流體流速 s/ ii??????? ）（ 普蘭特準數 ℃）??????????i3/( mWP? ③傳熱系數 K ℃）（＋＋＋＋＋＋＋＋????????2osomoioiiiom/111dbddddd1WRRK??? ④傳熱面積 S 23m39。39。 mK QS ?????? 該換熱器的實際傳熱面積 Sp 2op ???????? ）（）（NS ? 該換熱器的面積裕度為 %1120 %10039。39。p ?????? S SSH 傳熱面