換熱器乙醇冷凝器設(shè)計(jì)書(編輯修改稿)
2025-06-10 00:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 粘度液體的常用流速 液體粘度，mPas 15001500 ~500500 ~100100 ~3535 ~ 1 1最大流速，m/s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 1 2 ~3 10 由于使用的冷卻介質(zhì)是井水，比較容易結(jié)垢，乙醇則不易結(jié)垢。水和乙醇的粘度都較小，殼程流速為7m/s。2．4流體出口溫度的確定冷卻介質(zhì)水的入口溫度30℃，出口溫度為40℃，故，可以求得水的定性溫度為： 熱流體乙醇在飽和溫度下冷凝，故可以確定入口溫度和出口溫度相同，故乙醇的定性溫度Tm=℃。2．5管程數(shù)和殼程數(shù)的確定當(dāng)換熱器的換熱面積較大而管子又不能很長(zhǎng)時(shí)，就得排列較多的管子，為了提高流體在管內(nèi)的流速，需將管束分程。但是程數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致管程流動(dòng)阻力加大，動(dòng)力能耗增大，同時(shí)多程會(huì)使平均溫差下降，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)權(quán)衡考慮。管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)中管程數(shù)有 6 四種。采用多程時(shí)，通常應(yīng)使每程的管子數(shù)相等。管程數(shù)N按下式計(jì)算：N=u/v式中 u——管程內(nèi)流體的適宜流速；V——管程內(nèi)流體的實(shí)際流速。第三章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算1確定物性數(shù)據(jù)水的定性溫度為，乙醇的定性溫度為Tm=℃兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù) 物性流體乙醇743水359942熱負(fù)荷及傳熱面積的確定計(jì)算熱負(fù)荷冷凝量=12626Kg/h=乙醇?xì)饣屠淠窍喾吹倪^(guò)程，查得乙醇?xì)饣瘽摕醨a=863KJ/Kg故知 乙醇的冷凝潛熱r=863KJ/Kg熱負(fù)荷Q=r= 863= 計(jì)算冷卻水用量換熱器損失的熱負(fù)荷：以總傳熱量的3%計(jì)；則損失的熱負(fù)荷量Q1=3%Q=根據(jù)熱量衡算可以求得水帶走的熱量為Q2=Q－Q1則可得 Q2=水的流量可由熱量衡算求得,即==(4030)=計(jì)算有效平均溫度差：逆流溫差選取經(jīng)驗(yàn)傳熱系數(shù)K值根據(jù)管程走循環(huán)水，殼程走乙醇，總傳熱系數(shù)K現(xiàn)暫?。? 估算換熱面積 3換熱器概略尺寸的確定 管徑和管內(nèi)流速 選用Φ25（碳鋼），取管內(nèi)流速 u1=。 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) =(根） 按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為 L= 按單程管設(shè)計(jì)，傳熱管適中，可以用單管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，現(xiàn)取傳熱管長(zhǎng)l=6m，則該換熱器的管程數(shù)為 = 傳熱管總根數(shù) N=2501=250(根）平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均溫差校正系數(shù)有 :R=0 P=單殼程，單管程結(jié)構(gòu)，查得 平均傳熱溫差 ℃，同時(shí)殼程流體流量較大，故取單殼程合適。殼體內(nèi)徑則橫過(guò)管數(shù)中心線管的根數(shù) （根）在計(jì)算殼體內(nèi)徑時(shí)可用公式：D=tb取傳熱管外徑，則：D=32（181）+50=594mm按卷制殼體的進(jìn)級(jí)檔，可取D=600mm 臥式固定管板式換熱器的規(guī)格如下： 公稱直徑D…………………………600mm 公稱換熱面積S…………………… 管程數(shù)……………………………1 管數(shù)n………………………………250 管長(zhǎng)L………………………………6m 管子直徑…………………………… 管子排列方式………………………正三角形折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的20%，則切去的圓缺高度為h=*600=120mm。取折流板間距B=，則B=*600=180mm，可取B=200mm。折流板數(shù) N=傳熱管長(zhǎng)/折流板間距1=6000/2001=29（塊）4面積與總傳熱系數(shù)核算殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 有公式： 管程流體流通截面積管程流體流速 普朗特?cái)?shù) 污垢熱阻和管壁熱阻管外側(cè)污垢熱阻 在岳陽(yáng)地區(qū)靠近長(zhǎng)江，地下水和河水的性質(zhì)相近，井水的污垢熱阻可取河水值。所以管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 管壁熱阻計(jì)算，(mK)。所以 傳熱系數(shù)K 依傳熱系數(shù)公式傳熱面積裕度可得所計(jì)算傳熱面積Ap為： 該換熱器的實(shí)際傳熱面積為 該換熱器的面積裕度為 傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。計(jì)算管程壓降 （結(jié)垢校正系數(shù)，管程數(shù)，殼程數(shù)），則，而，于是 對(duì)的管子有 30KPa 故, 管程壓降在允許范圍之內(nèi)。計(jì)算殼程壓降 按式計(jì)算 , , 流體流經(jīng)管束的阻力 F= 殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為： 取 (29+1)=8587Pa 流體流過(guò)折流板缺口的阻力 , B= , D= Pa 總阻力 8587+8374=16961Pa30KPa 由于該換熱器殼程流體的操作壓力較高，所以殼程流體的阻力也比較適宜。第四章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用臥式換熱器 臥式換熱器相對(duì)立式換熱器，其占地面積雖然大一些，但其傳熱系數(shù)高不易積氣，易于安裝和維修等。為了減少液膜在列管上的包角及液膜的厚度，管板在裝配時(shí)留有1%左右的坡度，或者將其軸線與設(shè)備水平線偏轉(zhuǎn)一定的角度。其計(jì)算公式為： 得： 隨蒸汽冷凝，流通截面積逐漸縮小，以保持蒸汽的流速。冷凝器的組合方式：?jiǎn)闻_(tái)。冷凝器內(nèi)部安裝折流板在對(duì)流傳熱的換熱器中，為了加強(qiáng)殼層流動(dòng)的速度和湍流程度，以提高傳熱效率，再在殼層內(nèi)可安置折流板，折流板還起支撐的作用。 通入蒸汽前要用一排氣管排出里面的空氣和不凝氣，但傳熱冷凝過(guò)
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