【正文】 ii modbdRsRs????????)/( 554kWK?? ??????%.169/8056????）（）（ 計選計 K故所選擇的換熱器是合適的。(1)管程對流傳熱系數(shù) i???i 43???kcpi?對于低粘度流體， ?所以 )/(.)1053.(. kmW??????(2)殼程對流傳熱系數(shù) o? 若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計算冷凝傳熱系數(shù)： ??????????tdngroco????式中 、μ、 ρ 均為蒸汽在 ℃時液體的物性參數(shù)。殼程流通面積 2222 )()(4 mndAoO ??????? sPalxlmkgwimgBA???????53102./16./???平 均 黏 度?殼程流速 smAVuOSo /..4?雷諾數(shù) 45 ??????od 0??(????Nnfceo ） 1ρΔ()oocBuPFf???????）（加擋板：對數(shù) ，間距 ，殼徑2n?. .).().3(39。根據(jù)固定管板式換熱器的系列標準，初選的固定管板式換熱器型號為：JB/T 471592主要參數(shù)如下：表 24 列管參數(shù)公稱直徑 mm 700 管子尺寸/mm φ25管子數(shù) n管中心距 mm32232管長 L/mm管程數(shù) Np45006hKgWC/?? ℃??80?選K2/()Wmk?由于兩流體溫差為 ℃（50℃～70℃） ，選擇帶有補償圈的固定管板式換熱器型號為：JB/T 47159219管子排列方式結垢校正系數(shù)正三角形管程流通面積/m 2　中心管束　21實際換熱面積 SO )()06.( mLdnSoO ???????)/(. ??? (1)管程壓降 ??12Δi tspPFN??其中 , ,.4t=S6?P管程流速 smAWuCi /??雷諾數(shù) 10000( ?????iid流)對于無縫鋼管壁粗糙度 ε=，所以 由《食品工程原理》 「2」 書的 λRe 關系圖中可查得 λ= PauLPi ?????? Kaaii .)( .72 ???????(2)殼程壓降,其中 Fs=1（氣體） ，Ns=1。s汽化熱rkJ/kg乙醇（℃）乙醇蒸氣（℃）水（℃）水蒸氣（℃）冷卻水(℃)104105104103864 塔頂冷凝器換熱器的衡算塔頂冷凝器的工藝計算 備注，初選換熱器?！?導熱系數(shù) ，?W/(m 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)熱流體 T ℃ ← ℃冷流體 t 15℃ → 30℃△t ℃ ℃冷流體的定性溫度為 ???熱流體的定性溫度為 T=℃。粘度大，流量較小的冷卻水易結垢走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)。 流動空間和管材的選用。 全凝器是把 ℃的含乙醇 92%的蒸汽冷凝為 ℃的的飽和液體，冷卻水的進口溫度是 15℃，由于呼和浩特地區(qū)是缺水地區(qū)，所以選擇冷卻水的出口溫度為 30℃。(2)殼程流體進口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進入接??2/( ??計選計 ）（管程流體進出口接管選擇規(guī)格為Φ57MM5M 的熱軋無縫鋼管16管時的蒸汽的流速為 ，則接管內徑為smu/27?Vds ????根據(jù)《食品工程原理》 「2」 附錄 7 熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為 4MM,DI==核算流速 smdVuiS / ?????故選擇的接管規(guī)格合適。 )/( ) 4153kmWo??????(3)污垢熱阻根據(jù)《化工原理課程設計》 「3」 書中的附錄二十查得管內、外側污垢熱阻分別為：)/(???15W℃mRsi /)(????o85(4)總傳熱系數(shù) K??11oooii modbRsRs??????? 5? ??????K即 K 計 = ℃)?2/(mW %????）（）（ 計選計故所選擇的換熱器是合適的。(1)管程對流傳熱系數(shù) i?℃)??????mWai /()(.?＞10000432Rei ????kcpi?對于低粘度流體， ?所以 )/()103.(. 20. kmW??????(2)殼程對流傳熱系數(shù) o? 若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計算冷凝傳熱系數(shù)： ??????????tdngroco????式中 均為水在 ℃時液體的物性參數(shù)。02=′.)(39。1 . ???因殼程通過的是水蒸汽，故不需加折流擋板，即 NB=0，因Pai41087.????.079???o=39。tFs 2ρ)1(1oscounfP???)(Δ2oBDN??因管子排列方式為正三角形，所以 。換熱器型號為：JB/T ?)m/(?? smui/??i13=?！?傳熱面積 S： ???? (5)初選換熱器型號由于兩流體溫差大于 50℃，小于 70℃，可選用帶有補償圈的固定管板式換熱器?！?粘度 μPaoCo ?o根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：表 21 預熱器內原料物性參數(shù)名 稱密度 ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg因碳鋼管價格低強度好，預熱器中的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管。蒸汽的溫度大于原料液的溫度，蒸汽走殼程，原料液走管程，有利于減小管子和殼體因受熱不同而產生的熱應力。2．流動空間和管材的選用設計任務的熱流體為水蒸汽，冷流體為原料液乙醇。2流體流過折流擋板缺口的壓力降 Pa ；sF結垢校正系數(shù)，無因次，對液體，取 ；對氣體，取 ；管子排列方式對壓力降的校正系數(shù)：三角形排列 F=；正方形排?列 F=；正方形錯列 F=；of殼程流體的摩擦系數(shù)；?橫過管束中心線的管數(shù)折流擋板間距，m；B殼體直徑，m；D?BN折流擋板數(shù)目；ou按殼程流通面積 So 計算的流速，m/s。ξ—— 阻力系數(shù)，列管換熱器管內 ξ=3（2）殼程壓力降 ??soNFPt′21′Δ∑??ρ)(1oscounfP??????nRfc ????39。 計算流體壓降的主要公式一般說來，流經列管式換熱器允許的壓強降，液體為 10—100 kPa，氣體為 1—10 kPa 左右。s；γ——飽和蒸汽的冷凝潛熱，kJ/kg；Δt——蒸汽的飽和溫度與壁溫之差， 此處取wst???5??tnc——水平管束在垂直列上的管數(shù)； .????????nn5．換熱器實際傳熱面積根據(jù)選定換熱器的管徑、管長和管數(shù)可計算所選換熱器的實際傳熱面積Sp?！?；?ρ——冷凝液的密度，kg／m3。d應用范圍：Re＞l0000，Pr＝，管長與管徑之比 L/d＞60，若L/d＜60 可將上式算出的 α 乘以 )(Ld?特征尺寸：管內徑 d,m7定性溫度：取流體進、出口溫度的算術平均值。sioR、 wm/)(2?——分別為換熱器列管的外徑、內徑及平均直徑 , ；mid、——列管管壁厚度, ； b(1)對于低粘度流體(μ 小于或等于 2 倍常溫水的粘度) ni.??當流體被加熱時， ＝當流體被冷卻時， ＝式中：——分別為流體的密度和粘度， ；??、 sPamkg?、3/——分別為流體的導熱系數(shù)和比熱容, 。2 .平均溫度差 Δt m一側恒溫 ,逆流與并流的平均溫差相等兩側變溫，平均溫差用逆流平均溫差校正6溫差校正系數(shù)， ,其中T????RPfT??? 21tP?? tR3. 總傳熱系數(shù) K初選換熱器時，應根據(jù)所要設計的換熱器的具體操作物流選取 K 的經驗數(shù)值，選定的 K 的經驗值為 K 選?！?；T ——熱流體的溫度，℃；t——冷流體的溫度，℃；r——飽和蒸氣的冷凝潛熱，kJ／kg。 傳熱速率方程式及相關計算公式 mtKSQ??式中 Q——傳熱速率(即熱負荷)，W； K——總傳熱系數(shù)，W／(m2．℃)； S——與 K 值對應的換熱器傳熱面積，m2； ——平均溫度差， ℃。否則需另??25%~10/K℃??設 K 選 值，重復以上計算步驟。5 計算管程、殼程對流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻，在計算總傳熱系數(shù) K 計 。 系統(tǒng)物料衡算 根據(jù)產量要求，計算換熱系統(tǒng)的原料量、產品量，再進一步確定所需計算的換熱器，逐步進行換熱器的選用。但是程數(shù)過多，將導致管程流體阻力增加，面積的利用率也降低。當管內流體流量較小時，會使管內流速較低，對流傳熱系數(shù)較小。冷凝器的管程進出口接管直徑通常直徑較大采用熱軋無縫鋼管，管壁較厚，殼程流體出口接管選擇冷軋無縫鋼管。對于熱流體的溫差可根據(jù)工藝要求計算。設計時可采取冷卻水兩端溫差為 8～10℃。下表列出工業(yè)一般采用的流體流速范圍。但是流速增加，又使流體阻力增大，動力消耗就增多。飽和蒸汽一般通入殼程以便于及時排除冷凝液，且蒸汽較潔凈，殼程可不必清洗。高壓的流體、腐蝕性的流體宜在管內流過。將兩流體中熱阻較大的一方安排在殼程，可提高對流傳熱系數(shù)，強化傳熱。在列管式換熱器的設計計算過程中，需要預先確定哪一種流體走管程，那種流體走殼程，成為流體流動空間的選擇。同時它還起支撐管束的作用。根據(jù)工作溫度選擇殼體材料，有防腐要求時，大多考慮使用復合金屬板。換熱器殼體的確定根據(jù)管間壓力、直徑大小和溫差力決定它的壁厚；由介質的腐蝕情況決定它的材質。檢修時可拆下管箱對管子進行清洗或更換。用以分配液體和起封頭的作用。焊接法應用廣泛，這次用到的換熱器內流體溫度不高，壓力不大，所以選擇焊接的方式連接管子和管板。厚度計算應根據(jù)我國“鋼制壓力容器設計規(guī)定”進行，一般采用 20 到 30 個毫米的