甲一換管殼式換熱器換計算公式

1、本計算表格是基于換熱器設(shè)計手冊（錢頌文主編）中相關(guān)公式進(jìn)行的計算 Q=KAtQ=KAtm m 式式中中： Q-熱負(fù)荷，W K-總傳熱系數(shù)，W/(m2.) A-換熱器傳熱面積，m2 tm-進(jìn)行換熱的兩流體之間的平均溫度差， 其其中中總總傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)K K的的計計算算公公式式如如下下： 熱負(fù)荷Q的計算 熱流體進(jìn)口溫度T1= 440 熱流體出口溫度T2= 420 熱流體定性溫度T= 430 熱流體質(zhì)量流量mh= 100683kg/s 熱熱負(fù)負(fù)荷荷Q=Q=1173387.305W 平均溫差與溫度修正系數(shù)tm的計算 1 1、當(dāng)當(dāng)換換熱熱器器冷冷熱熱流流體體逆逆向向流流動動時時2 2、當(dāng)當(dāng)換換熱熱器器

2、冷冷熱熱流流體體并并向向流流動動時時 較大端溫差t2= 130較大端溫差 較小端溫差t1= 146較小端溫差 t1/t2= 1.123076923 t1/t2= 3 3、確確定定平平均均溫溫度度差差4 4、確確定定溫溫度度修修正正系系數(shù)數(shù) (1)(1)當(dāng)當(dāng)tt1 1/t/t2 2 22 時時且且逆逆向向流流動動時時(1)(1)對對于于單單殼殼程程、雙雙管管程程或或者者2n2n管管程程的的管管殼殼式式換換熱熱器器 tm= 138P= 0.21686747 (2)(2)當(dāng)當(dāng)tt1 1/t/t2 2 222 時時且且逆逆向向流流動動時時溫度修正系數(shù) FT= tm= tm= 137.8452718 (

3、4)(4)當(dāng)當(dāng)tt1 1/t/t2 2 22 時時且且并并向向流流動動時時 tm= 136.0850301 總傳熱系數(shù)K的計算 管程對流傳熱系數(shù) Rei=598748.6785(湍流）Pri= 污垢熱阻 管外污垢熱阻Rso= 0.00017197(m2.)/W 殼程對流傳熱系數(shù) 去換熱器列管中心距 t=32 mmA=0.0196875 0.032 m 高變氣被冷卻，?。?w）0.140.95uo=18.27789371 Pro=0.00073582 1/Ko=0.005054993 總總傳傳熱熱系系數(shù)數(shù) Ko=197.8242193 最終結(jié)果對比 管程壓降kpa4 44 41 18 89 9.

4、 .4 40 04 45 58 8 殼程壓降kpa1 12 26 62 23 3. .2 23 36 67 72 2 計算總換熱系數(shù)Ko=197.8242193 凈化氣在定性溫度292時的物性數(shù)據(jù)（101.3kpa） 物料 冷流體進(jìn)口溫度t1= 274H2O H2 冷流體出口溫度t2= 310CH4 N2 冷流體定性溫度t= 292 Ar CO2 冷流體質(zhì)量流量mc= 35361.6477kg/hCO 混合氣體 t2= 166 t1= 110 0.6626506 i ii M M i i m y y S S = m m 本計算表格是基于換熱器設(shè)計手冊（錢頌文主編）中相關(guān)公式進(jìn)行的計算 Q=KA

5、tQ=KAtm m 熱負(fù)荷Q的計算 平均溫差與溫度修正系數(shù)tm的計算 2 2、當(dāng)當(dāng)換換熱熱器器冷冷熱熱流流體體并并向向流流動動時時 較大端溫差 較小端溫差 t1/t2= 4 4、確確定定溫溫度度修修正正系系數(shù)數(shù) (1)(1)對對于于單單殼殼程程、雙雙管管程程或或者者2n2n管管程程的的管管殼殼式式換換熱熱器器 0.98 135.09 0.780321891i= 8561.12883W/(m2.) 管內(nèi)流體污垢熱阻Rsi= 0.00017197(m2.)/W de=0.027151893 m m2 Reo=127375.896 o= 221.1385697W/(m2.) 安全系數(shù)2.709138

6、67 W/(m2.) 1.151.250.989121097 5 5、根根據(jù)據(jù)P P、R R值值查查圖圖，確確定定對對應(yīng)應(yīng)溫溫度度修修正正系系數(shù)數(shù) 總傳熱系數(shù)K的計算 管程對流傳熱系數(shù) 污垢熱阻 殼程對流傳熱系數(shù) 混混合合氣氣體體粘粘度度、導(dǎo)導(dǎo)熱熱系系數(shù)數(shù)計計算算公公式式如如下下 高變氣在定性溫度430時的物性數(shù)據(jù)（101.3kpa） 粘度 Pas 密度 kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)w/(m2)熱容kj/kg 物料 6.29E-060.01472.08H2O 9.08E-060.169914.5H2 4.82E-080.00013.25CH4 4.42E-060.00711.13N2 7.38E-080

7、.000120.8Ar 3.17E-070.00361.11CO2 8.75E-070.00081.13CO 2.11E-0596.69880.19647.2634混合氣體 假設(shè)K時換熱面積設(shè)備選型F600-3.2-45 殼徑 mm600 管程數(shù)2 公稱面積m245 管子總數(shù)198 管長 m3 管子尺寸 mm252.5 K=200 W/(m2.)K=192.61 S=43.43m2S0=45.10計算總換熱系數(shù)Ko= 管程壓降核算 凈化氣在定性溫度292時的物性數(shù)據(jù)（101.3kpa） i ii M M i i m y y S S = m m Ft=1.4 Np=2 (530) 流通面積 Ai

8、=0.031101767 m2ui=6.53211393 m/s Rei=598748.6785 (湍流） 假設(shè)管壁粗糙度=0.1mm /di= 0.005= 0.031 p1=9592.937968 Pap2=6188.992238 Pa P=44189.40458 Pa 殼程壓降核算 Fs=1 Ns= 1正方形斜轉(zhuǎn)45度排列時 F= nc=16.74478426折流擋板間距 h=0.15 NB=19 (515) 流通面積 Ao=0.027207059 m2uo=13.22620105 m/s Reo=848664.6746 500 fo=0.222442705 p1=8102.60887

9、Pap2=4520.627845 Pa P=12623.23672 Pa要求（110kpa） 粘度 Pas 密度 kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)w/(m2)熱容kj/kg 7.42E-060.01872.1 1.63E-050.270014.7 5.58E-080.00023.065 5.04E-060.00841.12 8.47E-080.000120.8 3.71E-070.00441.13 9.99E-070.00101.12 3.028E-0577.72070.30277.3561 0.02 20 1 19 97 7. .8 82 24 42 21 19 93 3 高變氣在定性溫度430時的物性數(shù)

10、據(jù)（101.3kpa） F600-3.2-45 管程壓降核算 0.4 m 殼程壓降核算 設(shè)備計算相關(guān)物性參數(shù) 定性溫度為292時凈化氣的物性數(shù)據(jù) 物料分子量 摩爾比 比熱容臨界粘度實際粘度 kg/(mh) H2O18.015227.4 2.080.56992 0.17860.0826 H22.015843.61 14.56.32345 0.01250.0749 CH416.04260.25 3.250.008125 0.0580.0693 N228.013415.5 1.130.17515 0.06550.1027 Ar39.9480.2 20.80.0416 0.09520.1327 CO2

11、44.009810.86 1.110.120546 0.012350.0105 CO28.01042.18 1.130.024634 0.09520.1445 混合氣體7.263425 定性溫度為430時高變氣的物性數(shù)據(jù) 物料分子量 摩爾比 比熱容臨界粘度實際粘度 kg/(mh) H2O18.015227.4 2.10.5754 0.17860.0975 H22.015843.61 14.76.41067 0.01250.1346 CH416.04260.25 3.0650.0076625 0.0580.0803 N228.013415.5 1.120.1736 0.06550.1171 Ar

12、39.9480.2 20.80.0416 0.09520.1525 CO244.009810.86 1.130.122718 0.012350.0123 CO28.01042.18 1.120.024416 0.09520.1650 混合氣體7.3560665 臨界導(dǎo)熱系數(shù)實際導(dǎo)熱系數(shù) T kp MpaTrkcal/(mh) 0.13020.046202515565.152.80.87 0.05450.334971926565.152.817.02 0.04040.048773601565.152.82.97 0.02340.039485181565.152.84.48 0.01730.025

13、245687565.152.83.75 0.03630.028740371565.152.81.86 0.02020.032742622565.152.84.25 臨界導(dǎo)熱系數(shù)實際粘度 T kp MpaTrkcal/(mh) 0.13020.058679809703.153.21.09 0.05450.532303114703.153.221.18 0.04040.058430423703.153.23.69 0.02340.046595126703.153.25.57 0.01730.030006466703.153.24.66 0.03630.035083083703.153.22.31

14、0.02020.038699368703.153.25.29 設(shè)備計算相關(guān)物性參數(shù) 定性溫度為292時凈化氣的物性數(shù)據(jù) 定性溫度為430時高變氣的物性數(shù)據(jù) Pr 相關(guān)參數(shù) ABCDPc MpaTc k 0.130.402459509-4.5269117876.50228E-070.33165360622.05647.3 2.165.97570104211.622590363.29384E-116.1271017161.29733.2 0.611.150779831-2.4348898223.35865E-071.1731537834.6190.6 0.821.535292673-0.92179

15、08084.95934E-081.6587415363.394126.2 0.571.362427163-1.6523209552.89445E-081.4346425644.874150.8 0.380.792369259-3.54217621.35865E-060.7567865317.376304.2 0.801.484091893-1.1475545526.63543E-081.5913201313.496132.9 Pr 相關(guān)參數(shù) ABCDPc MpaTc k 0.150.493242238-4.3137185234.40979E-070.4285530322.05647.3 2.4

16、710.7457892315.779216875.70437E-129.7445183441.29733.2 0.701.347616653-1.7108604411.03713E-071.4159009424.6190.6 0.941.7610004260.1717115691.51926E-081.9661645433.394126.2 0.661.575832551-0.7372015928.94446E-091.7127550154.874150.8 0.430.948505144-3.0885272854.21968E-070.9346024097.376304.2 0.921.706022524-0.1091798342.03534E-081.8898