煤油冷卻器的課程設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 21:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 算。四．初步設計方案兩流體溫的變化情況：熱流體進口溫度130℃ 出口溫度50℃；冷流體進口溫度25℃，出口溫度為45℃。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時，其進口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，因此初步確定選用固定管板式換熱器。由于水的對流傳熱系數(shù)一般較大，且水較易結(jié)垢，所以應使冷卻水走換熱器的管程，煤油走殼程。因為水為低黏度流體，其定性溫度可取流體進出口溫度的平均值。故其定性溫度為：t= =35℃。查表得水在35℃時的有關物性數(shù)據(jù)如下：密度994kg/m3，黏度 ，(kg.℃)，(m.℃).煤油的定性溫度為t= =90℃，查表得煤油在90℃時的有關物性數(shù)據(jù)如下：密度825kg/m3，(kg.℃)，(m.℃)。（1）煤油流量 =15100001000/(330243600)=㎏/s(2)熱負荷 Q=)=1000(130－50)=934343 W（3）冷卻水流量 ==40168 ㎏/h(4)計算兩流體的平均溫度差 暫按單殼程、多管程進行計算。 = = 而P＝=,R＝= 查表得： =，所以 △tm = == ℃ （5）計算傳熱面積 假設K=300 W/(m.℃)，故 == ㎡ 五．工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算1．管徑和管內(nèi)流速 選用的是Φ25（碳鋼），取管內(nèi)水的流速u=。=≈51根按單程計算所需傳熱管的長度 m單程管計算，傳熱管過長，采用多管程結(jié)構(gòu)。取L=，則換熱器的程數(shù)為 L/l=≈4 所以傳熱管總根數(shù)N=451=204 根 采用組合排列方法，即每程內(nèi)均按正三角形排列。取管心距t=，則t=25=≈32 mm 橫過管束中心的管數(shù)為 =16 根 采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率=，則殼體內(nèi)徑為 D== mm可取整殼體公稱直徑D=600mm。 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h=600=150mm取折流板間距B= B=600=240 mm，則可取擋板間距為300 mm。折流擋板數(shù)NB=－1=4500/3001=14 塊，折流板圓缺面水平裝配。 殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)煤油流速為=,則接管內(nèi)徑為： = m 取整后圓管內(nèi)徑可取為100mm。 管程流體進出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速=，則接管內(nèi)徑為： = m 取整后圓管內(nèi)徑也可取為100mm。 所以各接管處的圓管內(nèi)徑都可取為100mm。根據(jù)以上各數(shù)據(jù)的分析，可選用G600Ⅳ——77型換熱器。其有關參數(shù)見下表：殼徑/mm600管子尺寸/mmΦ25公稱壓強/MPa管長/m公稱面積/㎡77管子總數(shù)222管程數(shù)4中心管子數(shù)17殼程數(shù)1管子排列方法正三角形此換熱器的實際傳熱面積：=㎡若選擇該型號的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為= W/(m.℃)六．換熱器核算（1）殼程對流傳熱系數(shù) 對圓缺折流板，用克恩法計算： 當量直徑，由正三角形排列得：de＝== m殼程流通最大截面積：So = BD(1－)== ㎡ 殼程流體流速為： = m/s雷諾數(shù)：3785普朗特數(shù)：Pr＝＝＝粘度校正：≈1所以,=526 W/(m.℃)（2）管程對流傳熱系數(shù)= 管程流體流通截面積： ㎡管程流體流速為： m/s雷諾數(shù)：18048普朗特數(shù)：＝＝＝所以，= W/(m.℃)（3）污垢熱阻 參考數(shù)據(jù)表，管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻可分別取為 m.℃/W, m.℃/W（4）總傳熱系數(shù)K 1/（＋＋＋＋） ＝ ＝ W/(m.℃) 由前面的計算可知， W/(m.℃)，在規(guī)定的流動條件下， W/(m.℃)，因為： ，故所選擇的換熱器是合適的。（5）傳熱面積S ㎡該換熱器的實際傳熱面積： ㎡該換熱器的面積裕度為： H=%傳熱面積裕度合適，所以該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務。（1）管程壓強降 ∑△pi＝（△p1+△p2）Ft NpNs△p1 ，△p2 ——分別為直管和回彎管中因摩擦阻力引起的壓強降Ft——結(jié)垢校正因數(shù)，量綱為1，對Φ25Np —管程數(shù)，Np=4Ns—串聯(lián)的殼程數(shù)，Ns=1。管程流通面積為： ㎡ 管程流體流速為： m/s 雷諾數(shù)：17638（湍流）設管壁粗糙度=,==,由關系圖中可查得：=所以：△p1＝==1628 Pa△p2＝＝＝620 Pa∑△pi＝（1628+620）＝12589 Pa 100 KPa因此，管程壓強降在允許的范圍內(nèi)。（2）課程壓強降 ∑
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