【正文】 ，冷熱流體溫差不太大的場合?；顒庸馨逡粋瓤偡Q為浮頭，浮頭的具體結構如圖53 所示。 浮頭式換熱器適用于冷熱流體溫差較大，介質(zhì)易結垢常需要清洗的場合。 （ 3） .U 型管式換熱器 U形管式換熱器不同于固定管板式和浮頭式，只有一塊管板，換熱管作成 U字形、兩端都固定在同一塊管板上；管板和殼體之間通過螺栓固定在一起，其結構如圖所示 。 U形管式換熱器適用于冷熱流體溫差較大、管內(nèi)走清潔不結垢的高溫、高壓、腐蝕性 較大的流體的場合。這種換熱器管束也可自由伸縮、無溫差應力，具有浮頭式的優(yōu)點且結構簡單、制造方便、易于檢修清洗，特別是對腐蝕嚴重、溫差較大而經(jīng)常要更換管束的冷卻器，采用填料函式比浮頭式和固定管板式更為優(yōu)越；但由于填料密封性所限，不適用于殼程流體易揮發(fā)、易燃、易爆及有毒的情況。 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 7 二 . 確定設計方案 由于循環(huán)冷卻水容易結垢，為便于水垢清洗，應使循環(huán)水走管程，異丙苯走殼程。大管徑的管子用于粘性較大或易結垢的流體。 在此項目設計中選擇換熱管的規(guī)格為φ 25 碳鋼管 三． 確定物性參數(shù) 異丙苯： 120 51 c? ? 冷卻水： 20 40 302 c? ? 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 8 C溫度 3/kgm?密度 / CpkJ kg C?比熱容 （） /W m C??導熱系數(shù) （） Pas??黏度 異丙苯 冷卻水 30 10?? 10?? 四．估算傳熱面積 1277() 6 1 1 0 1 . 9 9 ( 1 2 0 5 1 )3 3 0 2 41 . 0 5 8 1 0 / 2 9 3 8 . 9n p hWQ C T Tk J h k W? ? ? ? ? ? ??? ? ? 7 521()1 . 0 5 8 1 0 1 . 2 7 1 0 /4 . 1 7 4 ( 4 0 2 0 )c pcQC t tW k g h? ??? ? ??? 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 9 mt? （以逆流計算） 入口 出口 異丙苯 120℃ 51℃ 冷卻水 20℃ 40℃ 溫差 100℃ 11℃ 2 1 2 2 1 12 2 21 1 1( ) ( )l n l n( 1 2 0 4 0 ) ( 5 1 2 0 )5 1 . 6 91 2 0 4 0ln5 1 2 0mt t T t T ttt T tt T tC?? ? ? ? ? ???????? ? ?? ? ???逆 修正： 12211 2 0 5 1 3 .4 54 0 2 0TTR tt? ?? ? ??? 21114 0 2 0 0 . 21 2 0 2 0ttp Tt? ?? ? ??? 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 10 查表得溫度校正系數(shù)為 ??? ? 校正后的溫度為 39。 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 18 八 .數(shù)據(jù)匯總 ： 參數(shù) 管程 殼程 流率 (kg/h) 10? 進口溫度 /℃ 20 120 出口溫度 /℃ 40 51 壓力 /MPa 物性參數(shù) 定性溫度 /℃ 30 密度 /（ kg/m3） 定壓比熱容 /[kJ/（ kg?℃ ） ] 粘度 /（ mPa?s） 0. 8015 0. 3877 熱導率（ W/m?℃ ） 普朗特數(shù) 設備結構參數(shù) 形式 浮頭式 殼程數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /mm 700 臺數(shù) 1 管徑 /mm 25 管心距 mm 32 管長 /mm 6000 管子排列 三角形 管數(shù) /根 276 折流板數(shù) /個 19 傳熱面積 /m2 折流板間距 mm 300 管程數(shù) 4 材質(zhì) 碳鋼 圓缺高度 /mm 200 拉桿直徑及數(shù)量 接管 /mm 200 250 主要計算結果 管程 殼程 流速 /（ m/s） 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) /[W/（ m2?℃ ） ] 污垢熱阻 /（ m2?℃ /W） 管壁熱阻 /（ m2?℃ /W） 阻力 / kPa 熱流量 /KW 溫度校正系數(shù) 0． 9 傳熱溫差 /℃ 總 傳熱系數(shù) ko/[W/（ m2?℃ ） ] 584 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 19 字母 意義 單位 1T 熱流體進口溫度 ℃ 2 熱流體出口溫度 ℃ 1t 冷流體進口溫度 ℃ 2 冷流體出口溫度 ℃ ? 密度 3mkg pc 定壓比熱容 kkgkJ ? ? 粘度 2msN? ? 導熱系數(shù) kw ? Q 熱流量 hkJ或 kW hw 熱流體的質(zhì)量流量 kg c 冷流體的質(zhì)量流量 mt?? 按逆流情況求得的對數(shù)平均溫差 ℃ ?? 溫度校正系數(shù) mt 平均傳熱溫差 ℃ A 傳熱面積 2m V 流體的流量 h3 id 管子內(nèi)徑 pN 管程數(shù) L 按單程計算的管長 m l 選定的每程管長 TN 換熱器的總根數(shù) D 殼體內(nèi)徑 mm t 管心距 s 殼程數(shù) BN 折流板數(shù) 折流板間距 mm ed 當量直徑 m 0s 殼體流通截面積 2 i 管程流通截面積 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 20 0u 殼體流體流速 sm i 管程流體流速 Re 雷諾系數(shù) Pr 普朗特數(shù) 0? 殼程對流傳熱系數(shù) ℃?mw i 管程對流傳熱系數(shù) ℃ isR 冷卻水的污垢 熱阻 wm ℃?2 o 異丙苯的污垢熱阻 ℃ ? 管壁的熱導率 ℃?mw b 管壁的厚度 m ??ip 管程總壓力降 Pa 1p? 單程直管阻力 2P 單程局部阻力 tF 污垢校正系數(shù) ?0p 殼程總壓力降 Pa ??1p 流體流過管束的壓力降 2 流體流過折流板缺口的 壓力降 sF 結垢校正系數(shù) 管子排列方式對壓力降的校正因數(shù) 0f 殼程流體的摩擦系數(shù) cN 橫過管束中心線管子數(shù) 九 .附圖 CAD 運行圖 TABULATED ANALYSIS Overall Data: Area Total m2 % Excess Area Required m2 U Calc. W/m2K 化工原理課程設計 沈 xx 06211xxx 21 Area Effective m2 U Service W/m2K Area Per Shell m2 Heat Duty MJ/h +003 Weight LMTD C LMTD CORR Factor CORR LMTD C Shellside Data: Crossflow Vel. m/sec +000 EndZone Vel. Window Vel. Film Coef. W/m2K Reynold39。s No. 12410 Allow Press. Drop kPa Calc. Press. Drop kPa Inlet Nozzle Size m