苯冷卻器化工原理課程設計方案(編輯修改稿)
2025-05-22 13:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)成。管束是管殼式換熱器的核心，其中換熱管作為導熱元件，決定換熱器的熱力性能。另一個對換熱器熱力性能有較大影響的基本元件是折流板（或折流桿）。管箱和殼體主要決定管殼式換熱器的承壓能力及操作運行的安全可靠性。1）工作原理管殼式換熱器和螺旋板式換熱器、板式換熱器一樣屬于間壁式換熱器，其換熱管內(nèi)構(gòu)成的流體通道稱為管程，換熱管外構(gòu)成的流體通道稱為殼程。管程和殼程分別通過兩不同溫度的流體時，溫度較高的流體通過換熱管壁將熱量傳遞給溫度較低的流體，溫度較高的流體被冷卻，溫度較低的流體被加熱，進而實現(xiàn)兩流體換熱工藝目的。圖1 列管式換熱器1折流擋板；2管束；3殼體；4封頭；5接管；6管板；2）主要技術(shù)特性一般管殼式換熱器與其它類型的換熱器比較有以下主要技術(shù)特性：，堅固可靠耐用；，制造工藝及操作維檢技術(shù)成熟；，適用范圍大。2試算并初選換熱器規(guī)格兩流體溫度變化情況：熱流體進口溫度80℃，出口溫度40℃。冷流體（循環(huán)水）進口溫度25℃，出口溫度35℃。該換熱器用循環(huán)水冷卻水冷卻，冬季操作時進口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的溫壁溫和殼體壁溫之差較大。因此，初步確定并選用固定管板式換熱器。本換熱器處理的是兩流體均不發(fā)生相變的傳熱過程，根據(jù)兩流體的情況，水易結(jié)垢，苯是被冷卻的流體易走管間可利用外殼向外散熱的作用，增強冷卻效果；故選擇苯走換熱器的殼程，循環(huán)水走管程。、物性數(shù)據(jù)，并選擇列管換熱器的型式冷卻介質(zhì)為循環(huán)水，取入口溫度為：25 ℃，出口溫度為：35℃苯的定性溫度：水的定性溫度：兩流體的溫差： 由于兩流體溫差不大于50℃，故選用固定管板式列管換熱器.查《化工原理》上冊天津大學出版社：P238圖4－15表4－16 可有：P274圖4－28(2)液體導熱系數(shù) 可有：查《化工原理》上冊天津大學出版社表1 兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下: 物性流體密度 Kg/m3比熱KJ/(㎏oC)粘度 mPas導熱系數(shù)W/(moC)苯水苯的流量： 熱流量:冷卻水流量：暫按單殼程、多管程進行計算，逆流時平均溫度差為：而：圖2 對數(shù)平均溫度校正系數(shù)值3工藝結(jié)構(gòu)尺寸計算根據(jù)低溫流體為水，高溫流體為有機物（參見《化工原理》P355）有K值的范圍：430～850W/(m2oC），假設表2 管殼式換熱器中常用的流速范圍流體的種類一般液體易結(jié)垢液體氣體流速/(m/s)管程~315~30殼程~3~15表3 管殼式換熱器中易燃、易爆液體的安全允許速度液體名稱乙醚、二硫化碳、苯 甲醇、乙醇、汽油丙酮安全允許速度/（m/s)12~310表4 管殼式換熱器中不同黏度液體的常用流速液體黏/15001500~500500~100100~3535~11最大流速（m/s）選用，L= 2m的列管，由流速范圍可設ui=由可求得單管程管子根數(shù)：考慮到15%面積裕度：則按單管程計算,所需的傳熱管長數(shù)為:單管程設計,傳熱管過長,宜采用多管程結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)取傳熱管長L= 2m，則該換熱器管程數(shù)為：圓整為：4采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η′=則殼體內(nèi)徑：圓整后取500mm采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距a=（約等于24mm）橫穿過管束中心線管數(shù) 將這些管子進行排列有圖如下：圖3 正三角形排列:采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為 取圓整后150mm
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