【正文】 18 流體通過(guò)換熱器時(shí)阻力的計(jì)算 ........................................................................19 管程阻力損失 ....................................................................................................19四、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 .........................................................................................................21五、總結(jié) .............................................................................................................................22致 謝 .................................................................................................................................23參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................24主要符號(hào)說(shuō)明 .....................................................................................................................25引 言列管式換熱器是一種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠程度高、適應(yīng)性強(qiáng)、材料范圍廣、化工生產(chǎn)中，尤其是高溫高壓等大型換熱器的主要結(jié)構(gòu)形式分類,在化工、石油煉制等工業(yè)生產(chǎn)中，換熱器被廣泛使用。今后換熱器的發(fā)展趨勢(shì)將是不斷增加緊湊性、互換性，不斷降料消耗提高一、方案簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)任務(wù)是利用冷流體（水）給硝基苯降溫。下圖（圖 1）是工業(yè)生產(chǎn)中用到的列管式換熱器.選擇換熱器時(shí),要遵循經(jīng)濟(jì),傳熱效果優(yōu),方便清洗,復(fù)合實(shí)際需要等原則。不同的換熱器適用于不同的場(chǎng)合。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、制造較容易、處理能力大、適應(yīng)性大、操作彈性較大。所以首選列管式換熱器作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。處理能力為 1105 噸/年。要求換熱器的管程和殼程的壓降不大于 10kPa。 （每年按 300 天，每天 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行） 確定設(shè)計(jì)方案 選擇換熱器的類型兩流體溫度變化情況：熱流體進(jìn)口溫度 93℃，出口溫度 50℃冷流體。從兩流體溫度來(lái)看，估計(jì)換熱器的管壁溫度和殼體壁溫之差不會(huì)很大，因此初步確定選用固定管板式換熱器。另外，這樣的選擇可以使硝基苯通過(guò)殼體壁面向空氣中散熱，提高冷卻效果。選用 ф25 的碳鋼管，管內(nèi)流速取 ui=。由此已知條件可算出換熱器的熱流量 Q 和逆流操作的平均推動(dòng)力 。可見(jiàn)，在冷、熱流體的流量及進(jìn)、出口溫度皆已知的條件下，選用或設(shè)計(jì)換熱器必須通過(guò)試差計(jì)算，按以下步驟進(jìn)行。計(jì)算熱流量 Q 及平均傳熱溫差△tm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)總傳熱系數(shù) K估，初估傳熱面積 A 估。 、確定物性數(shù)據(jù) 根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。℃)導(dǎo)熱系數(shù)　　 λ o=105＝ W/(ms冷卻水在 32℃下的物性數(shù)據(jù)： 密度　　 ρ i=定壓比熱容　 c pi= kJ/(kg℃)粘度　　　　 μ i= Pa300247。t21 ?????tm 冷卻水用量 hgQWO / ?????）（ 總傳熱系數(shù) K 管程傳熱系數(shù) ???? cd3. ）（）（ ????. ）（ ???℃ ）（ ?m/W殼程傳熱系數(shù) 假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) αo=290 W/(m 2℃/W , Rso= m2℃) osmoiio 1dbd1???＋＋＋＋ RK? ＋＋＋＋ ???℃ ）（ ??m/40W 計(jì)算傳熱面積 23m39。39。則該換熱器管程數(shù)為 (管程)??N傳熱管總根數(shù) N=94 (根) 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 平均傳熱溫差校正系數(shù) ???按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)應(yīng)查有關(guān)圖表。tm?????? 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。則實(shí)際排管數(shù)設(shè)為 102根，其中 4 根拉桿，則實(shí)際換熱器為 98 根 殼體內(nèi)徑 采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率 η＝，則殼體內(nèi)徑為 . ????ND圓整可取 D＝400mm 殼體內(nèi)徑 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＝400＝100mm，故可取 h＝100 mm。 折流板數(shù) NB=傳熱管長(zhǎng)/折流板間距1=3000/2001=14(塊)折流板圓缺面水平裝配。 管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)冷卻水流速 u＝ m/s，則接管內(nèi)徑為 ???）（取 ф76mm 無(wú)縫鋼管。 ????該換熱器的實(shí)際傳熱面積 Sp 2op ?????）（）（NS?該換熱器的面積裕度為 %20.39。 換熱器內(nèi)流體的壓力降 ①管程流動(dòng)阻力 ∑ΔPi=(ΔP 1+ΔP 2)FtNsNpNs=1, Np=2, Ft= uudl22i1 ??????????，由 Re＝，傳熱管相對(duì)粗糙度 ＝，查莫狄圖得 λi ＝ W/m②殼程壓力降 1,39。o???FtNstNsP）（流體流經(jīng)管束的阻力 PaPuNnfFufPoBco oBco )(.,)1(39。1 ??????????????流體流過(guò)折流板缺口的阻力 ).25(2)(,20).(o39。 PPuDBNmBoo ＜）（總 壓 力 降 ????? ?????????殼程壓力降也比較適宜。 腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕。飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速無(wú)關(guān)，而且冷凝液容易排出。但這不是絕對(duì)的，如流動(dòng)阻力損失允許，將這類流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，亦可得到較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。需要被冷卻