【正文】 ，膜內(nèi)為湍流， 假設(shè)膜內(nèi)為湍流：即假設(shè)成立，膜層內(nèi)為層流。取管心距t=，則t=25=≈32（mm）橫過(guò)管束中心線的管數(shù)換熱器殼體采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率，則殼體內(nèi)徑為圓整可取D=450（mm）二、換熱器核算（1）傳熱面積校核①管程傳熱系數(shù)的計(jì)算首先假設(shè)管內(nèi)流體做強(qiáng)制湍流：此時(shí)傳熱系數(shù)計(jì)算公式為: 符合運(yùn)算要求。按單管程計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為==按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)，現(xiàn)取傳熱管長(zhǎng)l=6m，則該換熱器的管程數(shù)為==≈8（管程）。（6）對(duì)流平均溫差的計(jì)算 , 對(duì)于冷凝體系，℃(7) 計(jì)算傳熱面積 考慮15%的面積裕量，S==（8）初選換熱器規(guī)格確定管程數(shù)、管長(zhǎng)選用Φ25mm（碳鋼），設(shè)流速為u=。 物性 流體溫度mCpr 水41正戊烷596（3）換熱器熱負(fù)荷的計(jì)算:（4）確定冷卻水用量（5）假設(shè)總傳熱系數(shù)根據(jù)管程走井水，殼程走正戊烷，總傳熱系數(shù)范圍為470~815。水的定性溫度為tm=41℃℃，因?yàn)楹銣乩淠?。?）假設(shè)井水出口溫度，確定流體的定性溫度、物性常數(shù)。將最優(yōu)溫度與假設(shè)出口溫度對(duì)比，兩者接近時(shí)則假設(shè)合理，所設(shè)計(jì)的換熱器是合適的，否則已重新假設(shè)出口溫度，重新設(shè)計(jì)。如阻力超過(guò)允許范圍，需調(diào)整設(shè)計(jì)，直至滿意為止。（一） 設(shè)計(jì)方案的確定確定換熱器型式；管程、殼程流動(dòng)空間的選擇；流體流速的選擇；流體出口溫度的選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇（二） 列管式換熱器的結(jié)構(gòu) 管程結(jié)構(gòu)：①管子在管板上的固定；②確定管子規(guī)格和排列方式；③管程分布； 殼程結(jié)構(gòu)：①殼體內(nèi)徑（一般為）；接管（尺寸按外徑算）；兩端封頭； ②折流擋板（間距一般50的整數(shù)倍）； ③其他附件:主要考慮拉桿和定距管；（三） 列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 確定型式，管程、殼程流體； 假定冷流體出口溫度，計(jì)算定性溫度，以確定流體的物性數(shù)據(jù)； 計(jì)算熱負(fù)荷Q，并確定第二種換熱流體的用量； 初算有效平均溫差，一般先按逆流計(jì)算，然后在校核； 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，并計(jì)算初估傳熱面積； 由初估傳熱面積確定傳熱管數(shù)和管程數(shù)：、根據(jù)確定的傳熱管排列和分程方式，確定殼徑D和殼程擋板形式和數(shù)量等； 校核：由管程和殼程流體性質(zhì)確定、計(jì)算出，求出需要面積和實(shí)際傳熱面積，、由此計(jì)算得到面積裕度,面積裕量應(yīng)在10%~25%之間，以保證一定的安全系數(shù)，否則需重新設(shè)計(jì)。③核算換熱器的傳熱面積和流體阻力。列管式換熱器的工藝設(shè)計(jì)主要過(guò)程包括以下內(nèi)容：①根據(jù)換熱任務(wù)和有關(guān)要求確定設(shè)計(jì)方案。在某些情況下還需對(duì)換熱器的主要零部件，特別是受壓部件做應(yīng)力計(jì)算，并校核其強(qiáng)度。流動(dòng)設(shè)計(jì)主要計(jì)算壓降，其目的就是為換熱器的輔助設(shè)備，例如泵的選擇做準(zhǔn)備。不僅在設(shè)計(jì)一臺(tái)新的換熱器時(shí)需要進(jìn)行熱力設(shè)計(jì)，而且對(duì)于已生產(chǎn)出來(lái)的，甚至已投入使用的換熱器在檢驗(yàn)它是否滿足使用要求時(shí)均需進(jìn)行這方面的工作。二、設(shè)計(jì)過(guò)程 列管式換熱器的設(shè)計(jì)和分析包括熱力設(shè)計(jì)、流動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)。填料函式換熱器 此類(lèi)換熱器的管板也僅有一端與殼體固定，另一端采用填料函式密封。另外管板利用率較低，管子更換困難。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小，管束可抽出，檢修和清洗方便。 3．U型管式換熱器U形管式列管換熱器只有一個(gè)管板，管程至少為兩程，每根管子都變成U形，兩端固定在同一塊管板上。當(dāng)殼體與管束之間因溫度不同而引起不同熱膨脹時(shí)，管束連同浮頭就可以在殼體內(nèi)沿管軸方向自由伸縮，以消除溫差應(yīng)力。這種換熱器比較適合用于溫差不大或溫差大但殼程壓力不高的場(chǎng)合。這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法稱(chēng)為熱補(bǔ)償或溫差補(bǔ)償。如果兩者溫差大于50攝氏度 ，就可能使管束彎曲變形，從管板上松脫，甚至整個(gè)設(shè)備變形、毀壞。列管式換熱器的種類(lèi)很多，分類(lèi)方法各異，目前廣泛使用的列管換熱器主要以有無(wú)效補(bǔ)償和補(bǔ)償辦法不同來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。封頭用螺釘與殼體兩端的法蘭連接，如需檢修或清洗，可將封頭蓋拆除。列管式換熱器主要由殼體、換熱管束、管板(又稱(chēng)花板)、封頭(又稱(chēng)端蓋)等部件組成。 第二章 列管式換熱器的設(shè)計(jì)一、列管式換熱器簡(jiǎn)介列管式換熱器是間壁式換熱器的主要類(lèi)型，也是應(yīng)用最普遍的一種換熱設(shè)備，它以其對(duì)溫度、壓力、介質(zhì)的適應(yīng)性，耐用性及經(jīng)濟(jì)性，在換熱設(shè)備中始終占有約70%的主導(dǎo)地位。若按其結(jié)構(gòu)類(lèi)型分，有列管式、板式、螺旋板式、板翅式、板殼式利翅片管式等。換熱器的類(lèi)型很多．特點(diǎn)各異，分類(lèi)方法也不盡相同。(3) 設(shè)備緊湊。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)其基本要求有：(1) 滿足工藝過(guò)程所提出的要求，熱交換強(qiáng)度高，熱損失小，在有利得平均溫差下工作。今后換熱器的發(fā)展趨勢(shì)將是不斷增加緊湊性、互換性，不斷降低材料消耗，提高傳熱效率和各種比特性，提高操作和維護(hù)的便捷性。在煉油廠的常、減壓蒸餾裝置中，換熱器約占總投資的40%。在化工、石化、石油煉制等工業(yè)生產(chǎn)中，換熱器被廣泛使用。一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體溫度較低，吸收熱量。在工程中，將某種流體的熱量以一定的傳熱方式傳遞給他種流體的設(shè)備，稱(chēng)為換熱器。它是指將一個(gè)