煤油冷卻器的課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-28 21:37本頁面
【正文】 殼程數(shù)1管子排列方法正三角形此換熱器的實(shí)際傳熱面積：=㎡若選擇該型號(hào)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(duì)流傳熱系數(shù) 對(duì)圓缺折流板，用克恩法計(jì)算： 當(dāng)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?cái)?shù)：Pr＝＝＝粘度校正：≈1所以,=526 W/(m.℃)（2）管程對(duì)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?cái)?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(jì)算可知， W/(m.℃)，在規(guī)定的流動(dòng)條件下， W/(m.℃)，因?yàn)椋? ，故所選擇的換熱器是合適的。 所以各接管處的圓管內(nèi)徑都可取為100mm。 殼程流體進(jìn)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。 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。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。 = = 而P＝=,R＝= 查表得： =，所以 △tm = == ℃ （5）計(jì)算傳熱面積 假設(shè)K=300 W/(m.℃)，故 == ㎡ 五．工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)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=。查表得水在35℃時(shí)的有關(guān)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(shí)的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度825kg/m3，(kg.℃)，(m.℃)。因?yàn)樗疄榈宛ざ攘黧w，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時(shí)，其進(jìn)口溫度會(huì)降低，考慮到這一因素，估計(jì)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。上述步驟為一般原則，可視具體情況作適當(dāng)調(diào)整，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不合理處要反復(fù)計(jì)算。3．計(jì)算傳熱系數(shù)，校核傳熱面積計(jì)算管程、殼程的對(duì)流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻，計(jì)算傳熱系數(shù)和所需的傳熱面積。檢查計(jì)算結(jié)果是否合理和滿足工藝要求。三．列管式換熱器的選用和設(shè)計(jì)的一般步驟列管式換熱器的選用和設(shè)計(jì)計(jì)算步驟基本上是一致的，其基本步驟如下：1．估算傳熱面積，初選換熱器型號(hào)（1） 根據(jù)傳熱任務(wù)，計(jì)算傳熱速率；（2） 確定流體在換熱器中兩端的溫度，并按定性溫度計(jì)算流體物性；（3） 計(jì)算傳熱溫差，確定殼程數(shù)或調(diào)整加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的終溫；（4） 根據(jù)兩流體的溫差，確定換熱器的型式；（5） 選擇流體在換熱器中的通道；（6） 依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值范圍，估取總傳熱系數(shù)值；（7） 依據(jù)傳熱基本方程，估算傳熱面積，并確定換熱器的基本尺寸或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇換熱器的規(guī)格；（8） 選擇流體的流速，確定換熱器的管程數(shù)和折流板間距。列管式換熱器中流動(dòng)阻力計(jì)算應(yīng)按殼程和管程兩個(gè)方面分別進(jìn)行。折流板的形狀和間距對(duì)殼程流體的流動(dòng)和傳熱具有重要影響。其常用型式有弓形折流板、圓盤形折流板以及螺旋折流板等。采用多管程時(shí)，一般應(yīng)使各程管數(shù)大致相同。但是管程數(shù)過多將導(dǎo)致流動(dòng)阻力增大，平均溫差下降，同時(shí)由于隔板占據(jù)一定面積，使管板上可利用的面積減少。(5)管程和殼程數(shù)的確定當(dāng)流體的流量較小而所需的傳熱面積較大時(shí)，需要管數(shù)很多，這可能會(huì)使流速降低，對(duì)流傳熱系數(shù)減小。換熱器殼體內(nèi)徑應(yīng)等于或稍大于管板的直徑。管子的排列方式有等邊三角形、正方形直列和正方形錯(cuò)列三種。長管不易清洗，且易彎曲。 管長的選擇是以合理使用管材和清洗方便為原則。因此，管徑的選擇要視所用材料和操作條件而定，總的趨向是采用小直徑管子。但是減小管徑將使流動(dòng)阻力增加，容易積垢。 (4)管徑、管子排列方式和殼體直徑的確定小直徑管子能使單位體積的傳熱面積大，因而在同樣體積內(nèi)可布置更多的傳熱面。在選擇流體流速時(shí)，除了經(jīng)濟(jì)核算以外，還應(yīng)考慮換熱器結(jié)構(gòu)上的要求。因此，適宜的流體流速需通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算來確定。(2)流體流速的選擇換熱器中流體流速的增加，可使對(duì)流傳熱系數(shù)增加，有利于減少污垢在管子表面沉積的可能性，即降低污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增大。 在選擇流體通道時(shí)，以上各點(diǎn)常常不能兼顧，在實(shí)際選擇時(shí)應(yīng)抓住主要矛盾。二．設(shè)計(jì)原則（1）流體
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