年產(chǎn)2萬噸酒精精餾系統(tǒng)換熱器設(shè)計(jì)

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)校代碼：10128學(xué)號(hào)：201120515030課程設(shè)計(jì)說明書題目：年產(chǎn)3.2萬噸酒精精儲(chǔ)系統(tǒng)換熱器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：白晨潔學(xué)院：化工學(xué)院班級(jí)：制藥11-2班指導(dǎo)教師：智科端二零一四年三月十日內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院（系）：化工學(xué)院課程名稱：化工原理指導(dǎo)教師（簽名）：智科端專業(yè)班級(jí)：制藥11-2學(xué)生姓名：白晨潔學(xué)號(hào)：201120515030一、課程設(shè)計(jì)題目列管換熱器設(shè)計(jì)年產(chǎn)3.2萬噸酒精精儲(chǔ)系統(tǒng)換熱器二、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是“化工原理”課程的一個(gè)總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)先修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)

2、的一次訓(xùn)練，在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中它也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用，通過課程設(shè)計(jì)就以下幾個(gè)方面要求學(xué)生加強(qiáng)鍛煉：1 .查閱資料選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；2 .樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想，在這種設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問題的能力；3 .迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行工程計(jì)算（包括電算）的能力；4 .用簡潔的文字清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容：1確定換熱系統(tǒng)的流程方案，繪制流程圖；2為所制定的流程方案配置換熱器并選型；3確定塔頂冷卻器和原料預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸：設(shè)計(jì)計(jì)算換熱器的熱負(fù)荷、傳

3、熱面積、換熱器接管、殼體、管板、封頭、隔板及接管等；4核算總傳熱系數(shù)和流動(dòng)阻力；5繪制塔頂產(chǎn)品冷卻器的裝配圖；6編寫課程設(shè)計(jì)說明書。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1工藝物流（1）精儲(chǔ)原料：粗酒精含乙醇50%,水50%喊量分率），由20c預(yù)熱至泡點(diǎn)81.9C；（2）塔頂產(chǎn)品：含乙醇不低于92%,78.3C蒸汽冷凝為飽和液體回流，產(chǎn)品冷卻為35C液體儲(chǔ)存；（3）塔底殘液：含乙醇不高于0.5%,99.3C冷卻為35c液體。2其他參數(shù)精儲(chǔ)過程回流比R=2呼和浩特地區(qū)水溫15c四、工作進(jìn)度安排7月2日：設(shè)計(jì)動(dòng)員，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，講解設(shè)計(jì)方案的確定，設(shè)計(jì)過程的步驟及注意事項(xiàng)，查閱收集相關(guān)圖書資料，

4、1天7月3日-7月10日：確定方案并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：9天7月11日-7月13日：繪圖：2天7月14日-7月15日：整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，編寫設(shè)計(jì)說明書：2天五、主要參考文獻(xiàn)1 .上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，19862 .化學(xué)工程手冊(cè)編委會(huì).化學(xué)工程手冊(cè)（第1,12,13篇）.化學(xué)工業(yè)出版社，19793 .上海化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)建設(shè)組.化工設(shè)備圖冊(cè).19744 .上?；瘜W(xué)學(xué)院等.化學(xué)工程（下冊(cè)）.化學(xué)工業(yè)出版社，19815 .天津大學(xué)化工原理教研室.化工原理課程設(shè)計(jì).天津科學(xué)技術(shù)出版社.19946 .化工原理.審核批準(zhǔn)意見系（教研室）主任（簽字）內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明

5、書、，4刖百化工原理課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是進(jìn)行體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的初次嘗試。通過課程設(shè)計(jì)，達(dá)到綜合運(yùn)用化工原理課程的基本知識(shí)、基本原理和基本計(jì)算，進(jìn)行融會(huì)貫通、獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的設(shè)計(jì)任務(wù)的能力。掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的主要程序和方法；樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的科學(xué)工作作風(fēng)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，要實(shí)現(xiàn)熱量的交換，須采用一定的設(shè)備，此種交換熱量的設(shè)備統(tǒng)稱為換熱器。換熱器作為工藝過程必不可少的單元設(shè)備，可用作加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等。廣泛應(yīng)用于石油、化工、動(dòng)力、輕工業(yè)、制藥、生物等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換

6、熱器投資約占裝置建設(shè)總投資的30%在合成氨廠中，換熱器約占全部設(shè)備總臺(tái)數(shù)的40%由此可見，換熱器對(duì)整個(gè)企業(yè)的建設(shè)投資及經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響，充分理解與掌握換熱器的應(yīng)用，對(duì)我們而言也有著十分重要的意義。換熱器的類型、性能各異，各種形式的換熱器各具特點(diǎn)。換熱器的種類很多，但設(shè)計(jì)所依據(jù)的傳熱基本原理相同。為此，本書僅對(duì)設(shè)計(jì)成熟、應(yīng)用廣泛的固定管板式換熱器的工藝設(shè)計(jì)做一介紹，其中包含了物性參數(shù)的選擇與計(jì)算、生產(chǎn)工藝流程圖、原料預(yù)熱器的粗算、塔頂全凝器的精算、離心泵的選擇、以及個(gè)人對(duì)此設(shè)計(jì)的理解和感想。在本書的編寫過程中參考了各種文獻(xiàn)資料，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，采用了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算方法，設(shè)計(jì)出了比較符合生產(chǎn)

7、實(shí)際、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的固定管板式換熱器。設(shè)計(jì)期間有智老師的精心指導(dǎo)、同學(xué)之間的相互幫助，為此表示衷心感謝。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書摘要固定管板式換熱器在很多工業(yè)部門中仍處于主導(dǎo)地位，是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量交換和傳遞不可缺少工業(yè)設(shè)備。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)資源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究將十分活躍。本書對(duì)年產(chǎn)3.2萬噸酒精精儲(chǔ)系統(tǒng)換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)介紹。設(shè)計(jì)總體思路：原料液經(jīng)離心泵輸送至預(yù)熱器，預(yù)熱后再被送進(jìn)精儲(chǔ)塔，乙醇混合氣體經(jīng)精儲(chǔ)塔頂進(jìn)入全凝器，經(jīng)冷卻乙醇由蒸汽變?yōu)橐后w，再通過分配器將其部分回流，塔頂儲(chǔ)出液再經(jīng)過塔頂冷卻器冷卻儲(chǔ)存，作為產(chǎn)品。

8、塔底重組分由再沸器送回精儲(chǔ)塔繼續(xù)分離，達(dá)到要求后再被冷卻回收。設(shè)計(jì)過程中本著經(jīng)濟(jì)、效率的原則選擇合適的換熱器，核算換熱器的傳熱系數(shù)、壓強(qiáng)降，確保設(shè)備的安全系數(shù)在合理的范圍內(nèi)。在課程設(shè)計(jì)中，熟悉掌握換熱器的用途、設(shè)計(jì)方法、及注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：固定管板式換熱器；預(yù)熱器；全凝器；對(duì)流傳熱系數(shù)；壓降；離心泵。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書符號(hào)說明Q傳熱速率(即熱負(fù)荷)，W;S與K值對(duì)應(yīng)的換熱器傳熱面積，m2;K總傳熱系數(shù)，W/(m2.C);W流體的質(zhì)量流量，Kg/h;tm平均溫度差，C。Cp流體的平均定壓比熱容，KJ/(Kg.C)；T熱流體的溫度，C；t冷流體的溫度，C;r飽和蒸氣白冷凝潛熱，KJ/Kg

9、。Ko基于換熱器外表面積的總傳熱系數(shù)，W/(m2.C)；io基于管內(nèi)及管外的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2.C);Rso、Rsi分別為管外側(cè)及管內(nèi)側(cè)表面上的污垢熱阻，m2.C)/W;di、do、dm分別為換熱器列管的外徑、內(nèi)徑及平均直徑，m；b列管管壁厚度，m；k一列管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2.C)；t蒸汽的飽和溫度與壁溫之差，nc水平管束在垂直列上的管數(shù)；Pi直管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa;P2回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa;Ft結(jié)垢校正系數(shù)，無因次，25X2.5mm的換熱管取1.4;19X2mm勺換熱管取1.5;Ns串聯(lián)的殼程數(shù)；Np管程數(shù)。阻力系數(shù)，列管換熱器管內(nèi)己=3Nb折流擋板

10、數(shù)目；內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書Uo按殼程流通面積S。計(jì)算的流速，m/So目錄第一章?lián)Q熱系統(tǒng)的流程方案的確定81.1 換熱系統(tǒng)的流程方案的設(shè)計(jì)81.2 換熱器設(shè)計(jì)方案的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.1 換熱器類型的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.2 固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.3 流體流動(dòng)空間的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.4 流體流速的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.5 流體進(jìn)出口溫度的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.6 接管的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.7 管程和殼程數(shù)的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3 固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3.1 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

11、錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3.2 傳熱計(jì)算的主要公式錯(cuò)誤！未定義書簽。第二章設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1 全塔物料包算錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2 原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)和計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.1 確定設(shè)計(jì)方案錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.2 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.3 預(yù)熱器的工藝計(jì)算212.3 塔底再沸器的計(jì)算322.4 塔底冷卻器計(jì)算342.5 塔頂冷卻器的設(shè)計(jì)362.5.1 確定設(shè)計(jì)方案362.5.2 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)37附錄43內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書第一章?lián)Q熱器設(shè)計(jì)概述1.1 流程方案的確定1.1.1 物料的基本走向器卻冷1.1.2 流程簡介本

12、設(shè)計(jì)的換熱系統(tǒng)為精儲(chǔ)系統(tǒng)的換熱設(shè)備，包括原料預(yù)熱器、塔頂全凝器、塔頂產(chǎn)品冷卻器，塔底再沸器、塔底殘液冷卻器。其中對(duì)塔頂全凝器進(jìn)行精算，對(duì)原料預(yù)熱器只做粗算，對(duì)所需的離心泵進(jìn)行選型。在流程方案的初步設(shè)計(jì)中，考慮使用塔底殘液的廢熱來預(yù)熱原料液，達(dá)到廢熱再利用的效果，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少熱污染的目的。具體流程設(shè)計(jì)包括三方面。原料預(yù)熱方面：原料液經(jīng)離心泵的輸送進(jìn)入預(yù)熱器，使用加熱蒸汽預(yù)熱原料，當(dāng)原料預(yù)熱升高到一定溫度后，再將其輸送到精儲(chǔ)塔的入口處，使其達(dá)到要求的溫度進(jìn)行泡點(diǎn)進(jìn)料。塔頂冷凝及冷卻方面：塔頂以氣相進(jìn)入全凝器，經(jīng)冷卻水與氣相的傳熱過程，使產(chǎn)品發(fā)生相變冷凝為液相，經(jīng)過分配器一部分回到塔中進(jìn)行精儲(chǔ)

13、，另一部分液態(tài)產(chǎn)品內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書進(jìn)入冷卻器，經(jīng)過與冷卻水的傳熱使產(chǎn)品降到要求的溫度，最后輸送到儲(chǔ)液罐中。塔底殘夜的再沸及冷卻方面：塔的底部裝有再沸器，經(jīng)過與加熱蒸汽進(jìn)行傳熱，使其部分液相轉(zhuǎn)化為氣相再回到塔中進(jìn)行精儲(chǔ)。另一部分進(jìn)入冷卻器，將殘液降到要求的溫度，最后輸送到殘夜罐中。1.2 換熱器設(shè)計(jì)方案的確定1.2.1 換熱器的分類(1)冷卻器冷卻工藝物流的設(shè)備。一般冷卻劑多采用水，若冷卻溫度低時(shí)，可采用氨或者氟利昂為冷卻劑(2)加熱器加熱工藝物流的設(shè)備。一般多采用水蒸氣作為加熱介質(zhì)，當(dāng)溫度要求高時(shí)可采用導(dǎo)熱油(或?qū)?、熔鹽等作為加熱介質(zhì)。(3)再沸器用于蒸發(fā)蒸儲(chǔ)塔底物料的設(shè)備。熱

14、虹吸式再沸器被蒸發(fā)的物料依靠液頭壓差自然循環(huán)蒸發(fā)。動(dòng)力循環(huán)式再沸器被蒸發(fā)物料用泵進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)。(4)冷凝器蒸儲(chǔ)塔頂物料的冷凝或者反應(yīng)器冷凝循環(huán)回流的設(shè)備。分凝器，用于多組分的冷凝，最終冷凝溫度高于混合組分的泡點(diǎn)，仍有一部分組分未冷凝，以達(dá)到再一次分離的目的。1.2.2 換熱器的類型選擇換熱器的設(shè)計(jì)需要符合工藝條件的要求，應(yīng)從壓力、溫度、物理化學(xué)性質(zhì)、腐蝕性等工藝條件來考慮確定換熱器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)類型。同時(shí)應(yīng)盡量滿足以下要求：a:具有較高的傳熱效率、較低的壓力降；有可靠的使用壽命；重量輕且能承受操作壓力；產(chǎn)品質(zhì)量高，操作安全可靠；所使用的材料與過程流體相容；設(shè)計(jì)計(jì)算方便,制造簡單，易于維護(hù)與維修。

15、b:換熱器管束和殼體內(nèi)通過的溫度差應(yīng)在給定的溫度范圍內(nèi)，否則就可能由于熱應(yīng)力而引起管子彎曲或使管子從管板上拉脫。但在實(shí)際選型中，這些選擇原則往往是相互矛盾、相互制約的。我們應(yīng)抓住實(shí)際工況下最重要的影響因素或者說是所需換熱器要滿足的最主要目的，解決主要矛盾。本設(shè)計(jì)中兩流體溫差介于50c和70c之間的選擇帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器，小于50c的選擇固定管板式換熱器內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1.2.3 換熱器的材質(zhì)選擇在對(duì)換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，各零、部件的材料，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的操作壓力、操作溫度、流體的腐蝕性能以及材料的制造工藝性能等的要求來選取。一般為了滿足設(shè)備的操作壓力及溫度，從設(shè)備的強(qiáng)度或剛度的角度

16、來考慮，是比較容易達(dá)到的。但材料的腐蝕性能有時(shí)往往是一個(gè)復(fù)雜的問題。選材不妥，不僅會(huì)影響換熱器的壽命，而且也大大提高設(shè)備成本。常用的管子材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅、銅鍥合金、鋁合金等，還有一些非金屬材料，如石墨、陶瓷、聚氯乙烯等亦有采用。本設(shè)計(jì)使用的換熱器采用的材料為碳鋼。1.2.4 流體出口溫度的確定在換熱器的設(shè)計(jì)中，物料的進(jìn)口溫度由工藝要求確定。但其出口溫度由設(shè)計(jì)者根據(jù)經(jīng)濟(jì)核算來加以確定。例如用冷卻水做物料的冷卻劑時(shí)，在一定的熱負(fù)荷條件下，選用較高的冷卻水出口溫度，可節(jié)省水量，但傳熱的平均溫度差減小，使傳熱面積加大。反之，若選用較低的冷卻水出口溫度，冷卻水用量增加，而傳熱面積可減少，

17、兩者是相互矛盾的。一般來說，設(shè)計(jì)時(shí)可采取冷卻水兩端溫差為510C。缺水地區(qū)選用較大的溫度差，水源豐富地區(qū)選用較小的溫度差。當(dāng)采用河水做冷卻水時(shí)，出口溫度一般不宜超過50C,以防止管壁過多結(jié)垢。本設(shè)計(jì)中采用的出口溫度為42Co1.2.5 加熱介質(zhì)冷卻介質(zhì)的選擇在換熱過程中加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)的選用應(yīng)根據(jù)具體情況而定，除滿足加熱和冷卻溫度外，還應(yīng)考慮來源方面，價(jià)格低廉，使用安全。本設(shè)計(jì)采用加熱介質(zhì)為200kPa下溫度為120.2C的水蒸氣為熱流體。冷卻介質(zhì)為水。1.2.6 流體流動(dòng)空間的選擇流體流動(dòng)空間的選擇，影響的因素很多，主要從以下三方面考慮：1 .傳熱效果(1)粘度大的流體或流量小的流體宜走管

18、程。將兩流體中熱阻較大的一方安排在殼程，可提高對(duì)流傳熱系數(shù)，強(qiáng)化傳熱。(2)待冷卻的流體宜走殼程，便于傳熱。2 .設(shè)備結(jié)構(gòu)高壓的流體、腐蝕性的流體宜在管內(nèi)流過。10內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書3 .清洗方便不潔凈的或易結(jié)垢的流體宜走管程，便于清洗管子。飽和蒸汽一般通入殼程以便于及時(shí)排除冷凝液，且蒸汽較潔凈，殼程可不必清洗。在確定流體流動(dòng)空間時(shí)，上述原則往往不能同時(shí)兼顧，應(yīng)視具體情況抓主要矛盾，例如首先考慮流體的壓強(qiáng)、防腐蝕及清洗的要求等，然后再通過傳熱與壓強(qiáng)降的計(jì)算予以校核選定。在本設(shè)計(jì)中，預(yù)熱器的殼程流動(dòng)的為熱流體(120C水蒸氣)，管程流動(dòng)的為乙醇與水的混合物。全凝器中殼程流動(dòng)的為78.3

19、C的乙醇蒸汽與水蒸氣，管程流動(dòng)的為冷卻水。1.2.7流體流速的確定流體在換熱器中的流速增加，將加大對(duì)流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，從而降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增大，傳熱面積減小。但是流速增加，又使流體阻力增大，動(dòng)力消耗增多。操作費(fèi)用增加。因此，應(yīng)選擇適當(dāng)流速。下表列出工業(yè)一般采用的流體流速范圍。表1-2-1工業(yè)一般流體流速液體的種類一般液體易結(jié)垢液體氣體流速m/s0.5-315-30殼程0.2-1.5>0.53-151.3 固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)1.3.1 換熱管的選擇(1)管子規(guī)格目前試行的管殼式換熱器系列只采25mm<2.5mm及19mmX2mnffi種規(guī)格

20、的換熱器。對(duì)于潔凈的流體，可選擇小管徑，對(duì)于易結(jié)垢或不潔凈的流體，可選擇大管徑。(2)管長管長的選擇以清理方便和合理使用管材為原則。我國生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)鋼管長度為6m故系列標(biāo)準(zhǔn)中管長有1.5m,2m,3m和6m四種。此外管長L和殼徑D11內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書的比例應(yīng)適當(dāng)，一般L/D為46。本設(shè)計(jì)中預(yù)熱器和全凝器的規(guī)格都為25m忤2.5mm因?yàn)楣艹塘鲃?dòng)的冷卻介質(zhì)經(jīng)與殼程熱流體換熱后溫度升高易結(jié)垢。1.3.2 管程排列方式換熱管管板的排列方式有正方形直列、正方形錯(cuò)列、三角形直列、三角形錯(cuò)列和同心圓排列。正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好；正方形排列便于機(jī)械清洗；同心圓排列用于小殼徑換熱器，外圓管布

21、管均勻，結(jié)構(gòu)更為緊湊。綜合各種因素選擇正三角形排列。1.3.3 殼程結(jié)構(gòu)殼程是介質(zhì)流經(jīng)換熱管外壁與外殼之間的通道。殼程主要由折流板、支承板、縱向隔板、旁路擋板及緩沖板等元件組成。由于各種換熱器的工藝性能、使用場合不同，殼程內(nèi)對(duì)各種元件的設(shè)置形式亦不同，以此來滿足設(shè)計(jì)的要求。確定折流擋板間距的原則是：使缺口流道的截面積與通過管束錯(cuò)流流動(dòng)的截面積大致相等，從而減小壓降并改善傳熱。如果板間距過小，流動(dòng)大的阻力就加大，不便于制造和維修；間距過大，流體難于垂直流過管束，使對(duì)流傳熱系數(shù)下降。介質(zhì)在殼程的流動(dòng)方式有多種類型，其中單殼程型式應(yīng)用最為普遍。本設(shè)計(jì)中使用的換熱器為單殼程多管程。1.4 固定管板式換

22、熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.4.1 系統(tǒng)物料衡算根據(jù)產(chǎn)量要求，計(jì)算出換熱系統(tǒng)的原料量、產(chǎn)品量，確定所需計(jì)算的換熱器，最后逐步進(jìn)行換熱器的選用。1.4.2 選用換熱器1、熱負(fù)荷的計(jì)算，加熱介質(zhì)用量的計(jì)算和冷卻介質(zhì)用量的計(jì)算。2、平均溫度差的計(jì)算，當(dāng)兩側(cè)流體均為變溫傳熱時(shí)，應(yīng)進(jìn)行溫度差的校正；3、流動(dòng)空間的選擇；4、初估總傳熱系數(shù)，計(jì)算換熱面積，初選換熱器。1.4.3 核算總傳熱系數(shù)計(jì)算管程、殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻，在計(jì)算總傳熱系數(shù)K計(jì)。比較K計(jì)和K選，若K計(jì)-K選/K選100%10%25%，則初選的設(shè)備合格。否則需另設(shè)K選值,重復(fù)以上計(jì)算步驟12內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1.4.4 計(jì)算管、殼程

23、壓強(qiáng)降根據(jù)初選的設(shè)備規(guī)格，計(jì)算管、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降，檢查計(jì)算結(jié)果是否合理或滿足工藝要求。如超過工藝允許的范圍，要調(diào)整流速，再確定管程數(shù)和折流擋板間距，或選擇另一規(guī)格的換熱器，重新計(jì)算直到滿足要求為止。1.5 傳熱過程的主要公式1.3.2.1傳熱速率方程式及相關(guān)計(jì)算公式Q=KS%式中Q傳熱速率(即熱負(fù)荷)，W；K總傳熱系數(shù)，W/(m2.C)；5 與K值對(duì)應(yīng)的換熱器傳熱面積，m2;Atm平均溫度差，。6 .熱負(fù)荷(傳熱速率)無相變傳熱Q叫Cph(T1T2)WCpc(t2-t1)相變傳熱(蒸汽冷凝且冷凝液在飽和溫度下離開換熱器)QW1rWcCpc(t2-t)式中W流體的質(zhì)量流量，kg/h；Cp

24、流體的平均定壓比熱容，KJ/(KgC)；T熱流體的溫度，C；t冷流體的溫度，C;r飽和蒸氣白冷凝潛熱，KJ/Kg。下標(biāo)h和c分別表示熱流體和冷流體，下標(biāo)1和2分別表示換熱器的進(jìn)口和出口。7 .傳熱平均溫度差Nm恒溫傳熱時(shí)的平均溫度差為tmTt變溫傳熱時(shí)的平均溫度差逆流和并流bt22,tmInt2t113內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書_J12t_t2t12tmt22式中tpt2分別為換熱器兩端熱、冷流體的溫差，C錯(cuò)流和折流(tmttm式中tm按逆流計(jì)算的平均溫差，C；GA溫差校正系數(shù)，3f(P,R),其中pR=-Ti-tit2-ti8 .總傳熱系數(shù)K初選換熱器時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要設(shè)計(jì)的換熱器的具體操作物

25、流選取K的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，選定的K的經(jīng)驗(yàn)值為K選確定了選用的換熱器后，需要對(duì)換熱器的總傳熱系數(shù)K進(jìn)行核算，總傳熱系數(shù)K,1的計(jì)算公式：Ko=doRdobdoR1o+Rsi+o+Ro+出Xdidi入dma2式中Ko基于換熱器外表面積的總傳熱系數(shù)，W/(m.C)；2%、%分別為管外及管內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)，w/(m)；2Rso、Rsi分別為管外側(cè)及管內(nèi)側(cè)表面上的污垢熱阻，(m.C)/W;do、di、dm分別為換熱器列管的外徑、內(nèi)徑及平均直徑，m；b列管管壁厚度，m；入一列管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m-C)o4.對(duì)流傳熱系數(shù)換熱器不同、流動(dòng)狀態(tài)不同，對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式不同，換熱器常用的對(duì)流傳熱系數(shù)準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式如下

26、(1)無相變化流體在圓形直管中作強(qiáng)制湍流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)低粘度流體(以小于或等于2倍常溫水的粘度)14內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書Nu=0.023ReO.8Prn氏=0.023XRe0.8xPrnd當(dāng)流體被加熱時(shí)，n=0.4當(dāng)流體被冷卻時(shí)，n=0.3式中：仍祖分別為流體白密度和粘度，kg/m3、Pa.s；卜Cp分別為流體的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容，W/(mC)、KJ/Kg?C;u管內(nèi)流速.m/s；di列管內(nèi)徑，m。應(yīng)用范圍：Re>l0000,Pr=0.7-160,管長與管徑之比L/d>60,若L/d<60可將上式算出的a乘以(1+(d/L)0.7)。特征尺寸：管內(nèi)徑。定性溫度：取流體

27、進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值。(2)蒸汽在水平管束上冷凝時(shí)的冷凝傳熱系數(shù)若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù)：2、3%=0.725乂(Y4nc&此At式中：入冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mC)；P冷凝液的密度，Kg/m3；祖冷凝液的粘度，Pa.s；r飽和蒸汽白冷凝潛熱，KJ/Kg;&蒸汽的飽和溫度與壁溫之差，&=ts-tw；此處取&=3C；nc水平管束在垂直列上的管數(shù)；4n1n2.n17nc0.750.750.75n1n2.n175.換熱器實(shí)際傳熱面積根據(jù)選定換熱器的管徑、管長和管數(shù)可計(jì)算所選換熱器的實(shí)際傳熱面積Spp15內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書Sp=xl

28、0(L-0.06)n實(shí)際傳熱面積應(yīng)該比所需傳熱面積大一些，稱為面積裕度，一般面積裕度控制在10%30%：匕較合適。1.3.2. 流體壓降的主要公式一般而言，流經(jīng)列管式換熱器允許的壓強(qiáng)降，液體為10100KPa,氣體為110KPa左右。本設(shè)計(jì)中管程壓降范圍為1050KPa,殼程壓降范圍為110KPa(1)管程壓強(qiáng)降A(chǔ)P=X-d2AP23(旦)2P直管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降Pa；生一一回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa；Ft結(jié)垢校正系數(shù)，無因次，25X2.5mm的換熱管取1.4;19X2mnt勺換熱管取1.5;Ns串聯(lián)的殼程數(shù)；N管程數(shù)。p工阻力系數(shù)，列管換熱器管內(nèi)己=3(2)殼程壓力降_州=

29、3+坐)FtNs22o2P，=Ff°nc(NB+1)券,2BAP2=Nb(3.5-)D-0.228/、fo5.0Re(Re500)nc1.1-N(正三角排列)cSoh(D-ncdo)P流體橫過管束的壓力降Pa；16內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書流體流過折流擋板缺口的壓力降Pa；Ft結(jié)垢校正系數(shù)，無因次，對(duì)液體，取1.15;對(duì)氣體，取1.0;F管子排列方式對(duì)壓力降白校正系數(shù)：三角形排列F=0.5;正方形排列F=0.3;正方形錯(cuò)列F=0.4;fo殼程流體的摩擦系數(shù)；nc橫過管束中心線的管數(shù)B-一折流擋板間距，mid殼體直徑，mNb折流擋板數(shù)目；Uo按殼程流通面積So計(jì)算的流速，m/soSo

30、殼程流通面積，m2。17內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書第二章設(shè)計(jì)工藝計(jì)算2.1全塔的物料恒算已知：塔頂產(chǎn)品乙醇年產(chǎn)量D=3.2萬噸，乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wxd=0.92，精儲(chǔ)原料粗乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wxF=0.5,塔底殘液乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wxw=0.005,回流比R=23210cDKg/h4.44103Kg/h30024由FDWFWxFDWxDWWxw求得3F8.2110Kg/hW3.7710Kg/h回流比R=2所以VLD3D1.33104Kg/h2.2原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1 熱流體蒸汽溫度的確定進(jìn)入預(yù)熱器的熱流體為水蒸氣，取絕壓200KPa下溫度為120.2C的水蒸氣為熱流體。2.2.2 流動(dòng)空間

31、和管材的選用本設(shè)計(jì)的熱流體為水蒸汽，冷流體為原料液乙醇。由于蒸汽比較干凈不易結(jié)垢，所以蒸汽走殼程以便于及時(shí)排除冷凝液。原料液中可能含有雜質(zhì)、易結(jié)垢，所以原料液走管程便于清洗管子。此外還可以提高流速以增大其對(duì)流傳熱系數(shù)。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(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，為使原料液出口溫度達(dá)到泡點(diǎn)，令蒸汽走殼程，原料液走管程。碳鋼管價(jià)格低強(qiáng)度好，對(duì)堿性介質(zhì)的化學(xué)腐蝕比較穩(wěn)定，但容易被酸腐蝕，在無耐腐蝕性要求的環(huán)境中應(yīng)用是合理的。本設(shè)計(jì)的預(yù)熱器中流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管。2.2.3 物性參數(shù)的確定18內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書熱流體：1

32、20.20c-120.20c定性溫度為T=120,20c（絕對(duì)壓力0.2MPaj）冷流體：20°C-81.9oC定性溫度為t2081,950.95°C。22.2 原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)和計(jì)算2.2.1 確定設(shè)計(jì)方案1 .選擇換熱器的類型預(yù)熱器是把經(jīng)塔底冷卻器加熱到20c的原料液預(yù)熱到泡點(diǎn)81.9C,采用0.2MPa壓力下120.2C的飽和蒸汽進(jìn)行加熱。熱流體的進(jìn)出口溫度都是120.2C,原料液的進(jìn)口溫度是20C,出口溫度為81.9Co換熱器中兩流體溫度差不大，殼程壓力較小，故可選擇固定管板式換熱器。2 .流動(dòng)空間和管材的選用19內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)任務(wù)的熱流體為水蒸汽

33、，冷流體為原料液乙醇，因?yàn)檎羝麨槭乖弦撼隹跍囟冗_(dá)到泡點(diǎn)，令蒸汽走殼程，原料液走管程。2.2.2 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)冷流體的定性溫度為C熱流體的定性溫度為T=133.3C。根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如表2-2-1預(yù)熱器內(nèi)原料物性參數(shù)名稱密度PKg/m3定壓比熱CpKJ/(Kg)導(dǎo)熱系數(shù)入W/（mC）粘度NPa-s汽化熱rkJ/kg乙醇液（50.95C）763.22.910.17547.2104水(50.95C)987.64.1740.64954.17X10-5水蒸汽（120.2C）1.640.0294-51.341X102204.6混合液體的物性參數(shù)計(jì)算式:19aaB_nkm0.9X

34、iki,Ig由=!>Ig注，cpmxc10.5乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)Xi460.280.50.54618水的摩爾分?jǐn)?shù)x210.280.72Mi0.28460.721825.84Kg/KmolCpm3.54KJ/Kg0c0.282.91460.724.1741825.8420內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2.2.3預(yù)熱器的工藝計(jì)算預(yù)熱器的工藝計(jì)算備注21內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書(1)熱負(fù)荷Q的計(jì)算Wc=F=12032.14kg/h(2)蒸汽的消耗量Q=WhM=WcCPc(t2-t1)QWhr_55.01052204.6103360081647kg/h(3計(jì)算平均溫差蒸汽T120.2原料液t81.

35、9C120.2CC-20ct38.3C100.2CAtmAt2-At164.360Cln4t2At1R0無需校正tmtt2(4)初選擇K值，估算傳熱面積設(shè)K=650W/(mC)S1QKtm5.010558064.36213.39m2Q=72400WWh=333.9kg/hS1=13.39m2(5)初選換熱器的型號(hào)：由于兩流體溫差120.2-2081.969.250C大于50C，小于70C,可選用帶補(bǔ)2償圈的固定管板式換熱器。根據(jù)固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器的型號(hào)為JB/T4715-92主要參數(shù)：公稱直徑mm325管子尺寸小25X2.5管子數(shù)n40管長L/mm4500管中心

36、距mm32管程數(shù)Np4管子排列方式正三角形田流ara/m20.0031實(shí)際換熱面積為:4=13.94m2K0557.30W/(mC)QWcCpc(t2-ti)8.211033.54103(81.9-20)/36005.0105W一.一一一一2SonTidoL-0.0613.94m22內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書米用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為：-5KoQ5.010557.30W/（m2：C）&Atm13.9464.36123內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書(1):換熱器類型的選擇24內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2.3 塔頂全凝器的設(shè)計(jì)和計(jì)算(1)換熱器類型的選擇全凝器是把7

37、8.3C92%勺乙醇蒸7氣冷凝為78.3C的飽和液體，冷卻水的進(jìn)口溫度為15C,設(shè)出口溫度為42C;兩流體的溫度差為78.3-154249.80C溫度差小于50C,選擇固定管板式換熱器，由于全凝器中無腐蝕性流體，選擇碳鋼管t1T1t2t2T2t1tm58.14(2)流動(dòng)空間的選擇由于蒸汽不易結(jié)垢，走殼程便于散熱，可提高冷卻效果。冷卻水較易結(jié)垢，走管程。(3)物性參數(shù)熱流體T:78.3C78.3C冷流體t:42C-15C熱流體的定性溫度T=78.3C冷流體的定性溫度t154228.50CS=130.72n22定性溫度對(duì)應(yīng)的物性參數(shù)名稱密度P3Kg/mCp(KJ/(Kg-k)(W/(m.k)(Pa

38、s)(KJ/Kg乙醇(78.3C)738.53.830.168-44.4510乙醇蒸氣(78.3C)1.621.8120.0231.037X10-5860水(78.3C)927.824.19560.6734-43.6410水蒸氣(78.3C)0.27520.6232308.1冷卻水(28.5C)996.0754.1750.61583.1310-5混合物的密度、粘度、熱導(dǎo)率及汽化熱的計(jì)算公式如下:1aAaBmABnkm0.9Xiki,lgUm=Z>ilg斯，cDX£pmiii125內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書0.92塔頂乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)：Xi0.920.0846780.82塔頂水的

39、摩爾分?jǐn)?shù)：x210.280.722So137.8m2K選664W/(mC)10.920.08738.5972.82753.01Kg/m3m0.820.1680.180.6730.259W/m.knrmXJi1rm0.828600.182308.11120.66KJ/Kg(4)熱負(fù)荷的計(jì)算V1.33104Kg/hrm1120.66KJ/Kg41.331036QWhr1120.66104.1410W3600(5)冷卻水的消耗量Q叫rW.Cpct2t1、八，Q4.14106WcCPt2t14.175421536.72Kg/s(6)計(jì)算平均溫度差按單殼程、雙管程考慮，一側(cè)恒溫，求逆流時(shí)的平均溫度差:熱

40、流體T78.3C78.3C冷流體t42c-15Ct36.3C63.3Ctmt1t263.336.3,63.3In一36.348.560CUi0.671m/sRei13329.2Pi2194.5nc27.1c(4)初選K值，估算傳熱面積262Ao0.34m2內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書取2選=1120W/(m2k).傳熱面積S:Kitm4.14106276.13m112048.56根據(jù)固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器型號(hào)為:JB/TUo12.5m/sReo=4102.84715-92主要參數(shù)如下:公稱直往500mm管子尺寸/mm小25X2.5管子數(shù)n164管長L/mm6000管

41、中心距mm32管程數(shù)Np2管子排列方式正三角形田流ara/m20.0257實(shí)際換熱面積表2-3-2列管參數(shù)S2ndoL0.061643.140.0256-0.0676.47m2采用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為：K24.14106S2tm76.4748.561114.97W/(m2C)(5)核算總對(duì)流傳熱系數(shù)管程對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)于低粘度流體,0.8ni0.023ReiPridifo=0.58Po975.3PaPri7.02hi=2994.6w/(m2'C)原料液為被加熱流體,36.72uiReiPri取n=0.4.996.0750.02571.43m/sdiUicp0.02

42、1.43996.07583.1310534376.31104-54.17583.1310261.481025.65ho=2259.19w27內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書-2所以i0.023634376310.85.65°46013.58W/(m2C)i0.02(2)殼程對(duì)流傳熱系數(shù)本設(shè)計(jì)蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù):o0.725式事、仙、p1234rg=2nc3(idoAt均為92%勺乙酉!在78.3C時(shí)液體的物性參數(shù)。r為乙醇蒸汽在78.3C下的汽化熱，t(殼程乙醇蒸汽的飽和溫度與壁溫之差)此處設(shè)t30C/(m2-C)231120.661000753.019.810

43、.2593o0.725214.0934.2910-40.0253143553.45W/(m2C)污垢熱阻根據(jù)化工流體流動(dòng)與傳熱書中的附錄二十查得管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為:R61.7197104(m2C)/WRso0.859104(m2)/W(4)總傳熱系數(shù)KK=11+R*+Rsdo+dohodihidi式中k為壁面材料碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)，由化工流體流動(dòng)與傳熱書中的附錄4二查得k=50W/(m-C)K183加/(m2C)即1440.0250.0251)0.859101.7197102259.190.022994.60.022K計(jì)=833W/(m,c)Ktt/K選=833/600=1.25,因?yàn)?.1

44、5<K計(jì)/K選<1.25。故所選擇的換熱器是合適I設(shè)計(jì)結(jié)果：選用固定管板式換熱器，型號(hào):JB/T471592。2,核算壓降(1)管程壓降28K計(jì)=833W/(m2C)K計(jì)/K選=1,25小600mm義25mm,d=550mm(|)54mmx6.5mm,d=51mm內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書P其中Ft1.4PP2FtNsNpNs1,Np1管程流速UiAi127.2998.20.19000.671msReidiUi0.020.671998.20.00100513329.2(湍流)對(duì)于碳鋼管,取管壁粗糙度&=0.1mm所以010.10.005di20由化工流體流動(dòng)與轉(zhuǎn)熱書中52

45、頁的人-Re關(guān)系圖中可查的入=0.035F1LUi2di0.03530.022998.20.6712997.5Pa2u=1.83m/sP22Ui2998.20.67122570Pa997.55701.4112194.5Pa殼程壓降性能參數(shù)如下:名稱密度m/kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)kmW/(mC)粘度nn/Pas乙醇液體1.38130.36一一一一-40.10521X10PFsNs,其中Fs=1.15(氣體),Ns=10POP1nc=27.1RFfonc(Ns1)2Uo2P2Nb(3.52z因管子排列方式為正三角形，所以F=0.5因殼程通過的是水蒸汽，故不需加折流擋板,NB=0oL'=783.

46、1kmol/殼程流通面積A(D2nd。2)43.14(0.926054_220.025)0.34m殼程流速UoVs-Ao19537.9236000.341.381312.5m/s29內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書Reodouo0.02512.51.3813八oo54102.81.052110fo0.2280.2285.0Reo5.04102.80.5821.381312.520.50.5827.11848.09Pa2因?yàn)闅こ套哒羝麩o折流擋板，所以P2=0oPo(848.090)1.151975.3Pa(10kPa)計(jì)算結(jié)果表明，管程和殼程的壓降均能滿足設(shè)計(jì)要求。3.核算總傳熱系數(shù)(1)管程對(duì)流傳

47、熱系數(shù)Wh=2490.8kg/s對(duì)于低粘度流體,0.023Rei0.8Prindi取n=0.4.1.43m/s原料液為被加熱流體,36.72Ui996.0750.0257ReidiUi0.021.43996.07583.1310534376.31104Pricp54.17583.1310561.481025.65所以0.5989i0.0230.0213329.20.87.020.42994.6W/(m2C)(2)殼程對(duì)流傳熱系數(shù)ho若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù):1234ho=0.725,21g-knc3doAt式中化熱。小、p均為水在133.3C時(shí)液體的物性參數(shù)。r為水在13

48、3.3C下的汽1234ho=0.725X962.3M0200”48.76.81"1897=2259.19W/(m2C)20.353X4.66X04>0.025X5(3)污垢熱阻30So84.6m2Ko1877.42W/(mc)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書根據(jù)化工流體流動(dòng)與傳熱書中的附錄二十查得管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為:42Rs1.719710(mC)/WRso0.859104(m2)/W(4)總傳熱系數(shù)KK=11+R*+Rsdo+d0hodihidi式中k為壁面材料碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)，由化工流體流動(dòng)與傳熱書中的附錄4查得k=50W/(m-C)12259.19440.0250.859

49、101.7197100.020.0252994.60.02833W/(m2C)即K計(jì)=833W/(m2c)Ktt/K選=833/600=1.25,因?yàn)?.15<K計(jì)/K選<1.25。故所選擇的換熱器是合適I設(shè)計(jì)結(jié)果：選用固定管板式換熱器，型號(hào)：JB/T471592。4.接管的選擇(1)乙醇蒸汽進(jìn)出口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇進(jìn)出接管的流速為u22m/SoVs=19537.923600X22=0.25m/sd40.2513.1422則接管內(nèi)徑為0.13m根鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為小600m由25mmi勺不銹鋼無縫鋼管di=550mm核算流速:40.253.140

50、.13218.84m/故選擇的接管規(guī)格合適。(2)乙醇液體進(jìn)口接管的選擇根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進(jìn)入接管時(shí)的蒸汽的流速為31內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書u2.5m/soVs=653)/3600乂748=0.00242則接管內(nèi)徑為：.4Vs,40.00242杯d.40mmIu.3.142.0根鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為小54mme6.5mm的不銹鋼無縫鋼管di=51mm核算流速u4Vs40.0024222d/3.140.04121.83m/s故選擇的接管規(guī)格合適。(3)冷卻水進(jìn)口接管的選擇根據(jù)冷卻水一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進(jìn)入接管時(shí)的蒸汽的流速為u5.m/s。Vs=127.2998.2=0.13接管內(nèi)徑為drs:4