【文章內(nèi)容簡介】 冷卻劑的用量冷卻劑的用量取決于工藝流體所需的熱量及冷卻劑的進(jìn)出口溫度，此外還與設(shè)備的熱損失有關(guān)。而對于流體被冷卻的情況，工藝流體所放出的熱量等于冷卻劑所吸收的熱量與熱損失之和，在實際設(shè)計中，為可靠起見，?？珊雎詿釗p失，以下式計算冷卻劑用量： 式中 冷卻劑用量，kg/h； 冷卻劑熱容，kJ/kg℃； 冷卻劑進(jìn)出口溫度的變化，℃* 由上式計算本次列管式換熱器設(shè)計的冷卻劑用量： = = 平均傳熱溫差平均傳熱溫差是換熱器的傳熱推動力，其值不僅和進(jìn)出口溫度有關(guān)，而且與換熱器內(nèi)兩種流體的流型有關(guān)。對于逆流和并流，平均 溫差均可用換熱器兩端流體溫度的對數(shù)平均溫差表示，即： 式中 逆流或并流的平均傳熱溫差，℃； 圖21 逆流： =T?－ =T?－ 并流： =T?－ =T?－* 按逆流計算本次列管式換熱器設(shè)計的平均傳熱溫差： ==℃ 傳熱面積對于傳熱面積的估算可根據(jù)流體的具體情況，參考換熱器傳熱系數(shù)的大致范圍選取合適的K值，然后利用傳熱速率方程式，初步確定所需的傳熱面積： 式中 A估算的傳熱面積，； K選取的傳熱系數(shù)，w/℃； 平均傳熱溫差，℃ 換熱器的熱負(fù)荷，kw 考慮到估算性質(zhì)的影響，~。* 根據(jù)本次設(shè)計的要求，查列管式換熱器用作冷卻器時的K值范圍表選擇總的傳熱系數(shù)K=412w/℃按逆流估算本次列管式換熱器設(shè)計的傳熱面積：= =567 考慮到估算性質(zhì)的影響，~,即： 表22 A=567=709167。 選擇管徑及管內(nèi)流速若選擇較小管徑，管內(nèi)傳熱膜系數(shù)可以提高，而且對于同樣傳熱面積來說可以減小殼體直徑。但管徑小，流動阻力大，機(jī)械清洗困難，設(shè)計時可根據(jù)具體情況選用合適的管徑。根據(jù)本次設(shè)計要求及查常用換熱管的規(guī)格和尺寸偏差表、列管式換熱器中不同粘度液體的最大流速表以及列管式換熱器常用流速，選擇GB8163—8（碳鋼） 選擇管長、確定管程數(shù)和總管數(shù)選定管徑和管內(nèi)流速后，可由下式確定單程管數(shù)： 式中 單程管數(shù)目； 管程的體積流量，； 傳熱管內(nèi)徑，m； 管內(nèi)流體流速，可得單程換熱器的管長如下： 式中 L按單程計算的管長，m ； A估算的傳熱面積，； 管外徑，m 如果按單程計算的管太長，則應(yīng)該采用多程管，此時應(yīng)按實際情況選擇每程管的長度。在選取管長時應(yīng)注意合理利用材料，還要使換熱器具有適宜的長徑比。列管式換熱器的長徑比可在4~25范圍內(nèi)，一般情況下為6~10。確定了每程管子長度后即可求的管程數(shù)： 式中 L按單程計算的管長，m； L選取的每程管長，m； 管程數(shù)（必須取整數(shù)）則換熱器的總管數(shù)為： 式中 換熱器總管數(shù)* 由上式分別計算本次列管式換熱器設(shè)計的管程數(shù)和傳熱管數(shù)： ===471（根）按單程管計算所需的傳熱管長度： ==因此按單程管設(shè)計時傳熱管過長，宜采用多程管結(jié)構(gòu)。根據(jù)本次設(shè)計的實際情況，去傳熱管長l=10m，則該換熱器的管程數(shù)為： ==2（管程） 傳熱管總數(shù)=4712=942（根）三、平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 換熱器的平均傳熱溫差由下式計算： 其中溫差校正系數(shù)與流體的進(jìn)出口溫度有關(guān)，也與換熱器的殼程數(shù)及管程數(shù)有關(guān)（值可查溫差校正系數(shù)圖）。，否則會出現(xiàn)溫度交叉或溫度逼近的情況，此時應(yīng)該采用多殼程結(jié)構(gòu)的換熱器或多臺換熱器串聯(lián)。* 本次列管式換熱器設(shè)計平均傳熱溫差的計算：= 按單殼程，雙管程，查溫差校正系數(shù)圖得=平均傳熱溫差：= =℃，同時殼程流體流量較大，故取單殼程合適。四、管子排列 換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯列、三角形直列、三角形錯列和同心圓排列，如下圖所示。 (a) 正方形直列（b）正方形錯列 (c) 三角形直列 （d）三角形錯列 （e）同心圓排列 正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊；正方形排列便于機(jī)械清洗。對于多管程換熱器，常采用組合排列方式。每程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。 管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分隔開來。管板與管子的連接可脹接或焊接。* 本次列管式換熱器的設(shè)計采用組合排列法，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（mm）隔板中心到距離其最近一排管中心距離的計算：22（mm）即各程相鄰的管心距為 222=44（mm）管束的分程方法， 由于每程各有傳熱管471根，其前后管箱中隔板設(shè)置和介質(zhì)的流通順序按如圖選取。五、殼體內(nèi)徑 采用多管程換熱器殼體的內(nèi)徑由下式計算： 式中 傳熱管數(shù)目 管板利用率（正三角形排列，2管程，=~）需要指出的是，由此計算的內(nèi)徑僅做參考，內(nèi)徑的可靠確定方法是按比例在管板上畫出隔板位置并進(jìn)行排管，以此確定內(nèi)徑。* 本次列管式換熱器設(shè)計中取管板利用率=，則有：圓缺形 .圓盤形 按卷制殼體的金級擋，取D=1250（mm） 折流板安裝折流擋板的目的是為提高管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，為取得良好的效果，擋板 圖22的形狀和間距必須適當(dāng)。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。 常用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種，前者更為常用。切去的弓形高度約為外殼內(nèi)徑的10～40％，一般取25％，過高或過低都不利于傳熱 。* 本次列管式換熱器設(shè)計的折流板取圓缺形，圓缺的高度為殼體內(nèi)徑的25%即： （mm）故可取h=320m（mm）折流板間距 B==1250=375(mm)故可取B=400（mm）折流板數(shù) （塊） 其它主要附件及接管 拉桿數(shù)量與直徑可查《拉桿直徑與拉桿數(shù)表》選取* 本次列管式換熱器設(shè)計的內(nèi)徑為1250mm故其拉桿直徑為