認(rèn)識(shí)列管式換熱器的選用步驟

模塊二傳熱07

任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型3能力目標(biāo)學(xué)習(xí)要求與目標(biāo)1.具有列管換熱器選用的能力。2.具有列管換熱器選用相關(guān)計(jì)算能力。知識(shí)目標(biāo)1.掌握列管換熱器選用的過(guò)程與方法。2.掌握列管換熱器選用過(guò)程的相關(guān)計(jì)算。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)誠(chéng)實(shí)守信、團(tuán)結(jié)協(xié)作、愛(ài)崗敬業(yè)精神；2.培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識(shí)；3.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及質(zhì)量意識(shí)，具備工程管理能力；4.培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；5.創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。子任務(wù)3列管式換熱器的選用步驟07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

子任務(wù)3列管式換熱器的選用步驟

一、計(jì)算傳熱量和對(duì)數(shù)平均溫度差推動(dòng)力

在已知熱流體流量Wh，進(jìn)口溫度T1、出口溫度T2，冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度t1的條件下，按下列步驟選用列管式換熱器。1、由已知、、，按計(jì)算傳熱量。2、按總費(fèi)用最低的原則，選則冷卻介質(zhì)出口溫度。3、按冷、熱流體為純逆流計(jì)算

。4、初步選擇換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)方式，由熱、冷流體進(jìn)、出口溫度計(jì)算流體流動(dòng)方向上的溫度校正系數(shù)，應(yīng)大于0.8，否則改變流動(dòng)方式，重新計(jì)算。5、按

，計(jì)算此時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫度差推動(dòng)力

。

07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

二、初選換熱器的尺寸規(guī)格及型號(hào)1、選定換熱器型式；2、確定冷、熱流體的流動(dòng)通道；3、選擇冷、熱流體的合適流速；4、根據(jù)流速，確定管、殼程數(shù)和折流擋板間距；5、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或表4-8估計(jì)總傳熱系數(shù)，按計(jì)算傳熱面積

。6、根據(jù)的數(shù)值參照系列標(biāo)準(zhǔn)選定換熱管直徑、長(zhǎng)度、排列，進(jìn)而選擇適當(dāng)?shù)膿Q熱器型號(hào)。

07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

三、計(jì)算總傳熱系數(shù)、校核傳熱面積1、計(jì)算管程、殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，如太小，可以增加管程數(shù)，若改變管程數(shù)不能同時(shí)滿足，的要求，則應(yīng)重新估計(jì)

值，另選一換熱器型號(hào)進(jìn)行試算，直至滿足要求。太小則可減小擋板間距。2、根據(jù)流體的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)奈酃笩嶙?，?/p>

和對(duì)流傳熱系數(shù)、，計(jì)算總傳熱系數(shù)。

07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

3、由傳熱速率基本方程計(jì)算所需傳熱面積A計(jì)。4、比較A計(jì)與實(shí)際換熱器所具有的傳熱面積A實(shí)，若A計(jì)＜A實(shí)，原則上上述的選用及計(jì)算均可行，否則需重新估計(jì)一個(gè)K估，重新計(jì)算A估和選用換熱器?？紤]到計(jì)算及選用的準(zhǔn)確性和其它未預(yù)料到因素，一般應(yīng)使換熱器的實(shí)際傳熱面積A實(shí)比需要的傳熱面積A計(jì)大10%～25%。07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

四、核算壓降

根據(jù)管程阻力的計(jì)算式

及殼程壓降的計(jì)算式，計(jì)算出壓力降應(yīng)符合表

中的合理壓力降要求。07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

（1）標(biāo)準(zhǔn)換熱器的選用：某化工廠需要將流量為50m3/h苯由80℃冷卻到35℃，用水做冷卻劑，操作條件下水的初始溫度為15℃，試選用選用一臺(tái)合適的換熱器。解：（1）基本數(shù)據(jù)處理：苯的定性溫度為：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，水的進(jìn)出口溫度一般控制在5～10℃左右，取水進(jìn)出口溫度差為10℃，則水的出口溫度為25℃，水的定性溫度為

℃；

查得苯在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)為：

查得水在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)為：

07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

（2）熱負(fù)荷計(jì)算：

若忽略損失，則：

得冷卻水用量為：

擬采用單殼程、偶數(shù)管程列管式換熱器，平均溫度差按：

得出0.84>0.8,所以選用單殼程偶數(shù)管程換熱器合適。

（3）平均溫度差計(jì)算：逆流時(shí)換熱器平均溫度差為：07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

（4）初估換傳熱面積參照（列管換熱器中傳熱系數(shù)K的大致范圍），取

（5）初選換熱器型號(hào)對(duì)于熱、冷流體之間的溫度差小于50℃時(shí)，不需要熱補(bǔ)償，可選用固定板管式換熱器。根據(jù)換熱器標(biāo)準(zhǔn)系列，初選換熱器型號(hào)為：G1000IV-1.6-170。主要數(shù)據(jù)如下：外殼直徑1000mm公稱(chēng)壓力1.6MPa公稱(chēng)面積170m2實(shí)際面積173m2管子規(guī)格φ25×2.5mm

管長(zhǎng)3000mm管子數(shù)758管程數(shù)4管子排列正三角形管程流通面積0.0595m2管間距32mm07任務(wù)七管殼式換熱器的設(shè)計(jì)與選型

（6）核算傳熱面積1）總傳熱系數(shù)計(jì)算管程內(nèi)參數(shù)計(jì)算：

管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)：

殼程對(duì)流傳熱系數(shù)：

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總傳熱系數(shù)計(jì)算：按薄壁換熱器計(jì)算，忽略管壁熱阻：比較A計(jì)與實(shí)際換熱器所具有的傳熱面積A實(shí)積得：故所選換熱器面積合適。2)計(jì)算所需傳熱面積A計(jì)

由傳熱速率基本方程計(jì)算所需傳熱面積A計(jì)：

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（７）核算壓力降1)管程流體阻力（壓力降）的計(jì)算

查圖管內(nèi)摩擦系數(shù)：

管程壓力降：

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