【正文】 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? 換熱器殼程流通截面積 S0為： 200 d 0 . 0 2 5S B D 1 1 . 6 1 . 2 8 1 0 . 4 4 8 mt 0 . 0 3 2?? ??? ? ? ? ? ? ????? ???? 換熱器殼程流體流速 u0為： 14 0 0 1 0 0 0 0 0 / 3 6 0 0 / 3 2 0 . 6 7 m / s0 . 4 4 8Vu S? ? ? Reynolds 準數(shù)： 0 5du 2 20 .67 54R e 14 89 7 10e ?? ???? ? ?? 352C p 1 . 0 1 3 1 0 2 . 7 3 1 0Pr = 0 . 6 8 83 . 4 8 9 1 0????? ? ? ????普 蘭 特 數(shù) 0. 1 4w20 . 5 5 1 / 3 200 . 7 43 . 4 8 9 1 00 . 3 6 1 4 8 9 6 0 . 6 8 8 0 . 7 4 8 0 . 6 w /( m C )0 . 0 2?????? ??????? ? ? ? ? ? ? ?黏 度 校 正 系 數(shù)所 以 ， 管內傳熱膜系數(shù) α 1為： 0 .8 0 .3iii0 .0 2 3 R e P rd?? ? ? ? ? 管程流體流通截面積 Si為： 22iS 0 . 0 2 0 2 0 2 3 0 . 6 3 5 m4?? ? ? ? 管程流體流速 ui i iV 9 .2 6u 1 4 .5 8 m /sS 0 .6 3 5? ? ? Reynolds 準數(shù)： i 5du 20 14 .58 0 .61 5R e = 60 7 10?? ????? Prandtl 準數(shù)： 3 52C p 10 2 .97 10P r = 0 .874 .605 10?? ?? ? ? ??? ? 管內傳熱膜系數(shù) α 1為： 2 0. 8 0 . 3 2i 4 .60 5 100 .02 3 60 38 0 .87 53 .7 w /( m C )0 .02 0???? ? ? ? ? ? ?所 以 ， 15 管壁熱阻和污垢熱阻 由于管內的氣體組成類似于空氣，管外的氣體為空氣，因此，管內污垢熱阻 siR 和管外污垢熱阻 soR 均取為： 410?? 2m C/w?? 管壁熱阻，碳鋼在該條件下的導熱系數(shù) ?? 50 w/m C?? 總傳熱系數(shù) K0 根據(jù)有關文獻，總傳熱系數(shù) K0可用下式計算： 0 0 0s i s o0 i i i m 0442d d bd11= R RK d d d25 25 0 .0025 25 1 = 3 .44 10 3 .44 1020 20 50 22 = 0 .0365m C /w? ? ???? ? ? ??? ? ? ? ? ? ????? 20 1K 2 7 . 4 w /( m C )0 . 0 3 6 5? ? ?? 即：總傳熱系數(shù) K0為 (m2 管心距 t＝ ＝ ?25＝ 取整，則管心距為 t＝ 32mm 根據(jù)傳熱管根數(shù)以及相關標準手冊查 得：橫過管數(shù)中心線的管數(shù)為 49 根。 通常，氣體管程流速一般為 5～ 30m/s。 考慮到廢氣的體積流量較大，因此，可選擇較大管徑的管子。 因此，廢氣的平均溫度可視為 t＝ 425 180 ? ? C? 在此溫度下，廢氣的物性參數(shù)為： (1) 平均比熱容 Cp＝ (kg? C? ) (2) 粘度 μ ＝ 10－ 5Pa? s (3) 導熱系數(shù) λ ＝ 10－ 2W/(m? C? ) (4) 密度 ρ ＝ 冷物料 (空氣 )的出口溫度需要經(jīng)過計算，因此， 選 200250 的中間溫度 225℃時的物性參數(shù) 。 高溫煙氣 （熱物料） 低溫空氣（冷物料） 列管式換熱器 低溫煙氣 高溫空氣 9 生產 工藝流程 詳見附圖 一 換熱器結構設計計算 由課程設計任務書可知： (1) 熱物料 (廢氣 )的進口溫度為 425C? ，出口溫度為 180C? 。 以該煙氣的物性特點 （包括溫度、操作壓力、流量、流速、密度、粘度等） 以及煙氣中所含物質的特性與每種換熱器進行匹配，再通過技術方案 對比 和經(jīng)濟核算。 2. 技術方案的比選 總的來說換熱器分管式和板式兩大類。 在該換熱器的設計過 程當中在指導老師的指導下，參考了大量的文獻以及標準手冊，也經(jīng)過了多次的校核。100000Nm3/h,欲將熱物料（高溫煙氣）的溫度從 425℃ 降至 180℃ ，冷物料（空氣）的溫度從 55℃ 升溫至 200— 250℃左右，經(jīng)過降溫后的煙氣經(jīng)下一步處理，檢驗達標以后直接排入大氣；升溫以后的空氣可以經(jīng)過管道輸送用于工廠整個工藝流程的其他需要加溫 、助燃、干燥等 環(huán)節(jié)。假如將 廢氣中的余熱加以回收利用，不但可以節(jié)約經(jīng)濟成本、減少能源的浪費，還可以減輕對環(huán)境的污染。 目前，在換熱器中，應用最多的是列管式換熱器，列管式換熱器在換熱設備中占據(jù)主導地位，其優(yōu)點是單位體積所具有的傳熱面積大，結構緊湊，堅固耐用，傳熱效果好，而且能用多種材料制造，因此 適應性強，尤其在高溫高壓和大型裝置中，多采用列管式換熱器。換熱器是化工、煉油、動力、食品、輕 工、原子能、制藥 、航空及其他許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設備。 設 計 指 導 教 師 （簽字 ）： 教學基層組織負責人（簽字）： 年 月 日 5 目 錄 ............................................................................................................................. 7 2. 技術方案的比選 ........................................................................................................ 8 換熱器類型的選擇 ................................................................................................ 8 流體流程 ............................................................................................................... 8 .......................................................................................................... 9 ...............................................