苯冷卻器化工原理課程設(shè)計(jì)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(dǎo)熱元件，決定換熱器的熱力性能。另一個(gè)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(yùn)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(shí)，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(jìn)而實(shí)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(jiān)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(jìn)口溫度80℃，出口溫度40℃。冷流體（循環(huán)水）進(jìn)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(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低，考慮到這一因素，估計(jì)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(qiáng)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(xué)出版社：P238圖4－15表4－16 可有：P274圖4－28(2)液體導(dǎo)熱系數(shù) 可有：查《化工原理》上冊天津大學(xué)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(dǎo)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(jìn)行計(jì)算，逆流時(shí)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(jì)算根據(jù)低溫流體為水，高溫流體為有機(jī)物（參見《化工原理》P355）有K值的范圍：430～850W/(m2oC），假設(shè)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(shè)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(jì)算,所需的傳熱管長數(shù)為:單管程設(shè)計(jì),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(jìn)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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