換熱器設(shè)計說明書

/列管式換熱器設(shè)計說明書設(shè)計題目：列管式換熱器的設(shè)計設(shè)計者：同組人：班級：學(xué)號：日期：20XX1月12日指導(dǎo)教師：一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書〔一設(shè)計題目21萬噸/年煤油冷卻器的設(shè)計〔二設(shè)計任務(wù)與操作條件1、煤油：入口溫度140℃.出口溫度40℃2、冷卻介質(zhì)：自來水.入口溫度26℃.出口溫度40℃3、允許壓強(qiáng)降：不大于100kPa4、煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3.黏度7.15×10-4Pa.s.比熱容2.22kJ/<kg.℃>.導(dǎo)熱系數(shù)0.14W/<m.℃>5、每年按330天計.每天24小時連續(xù)運(yùn)行。〔三具體要求本設(shè)計要求完成以下設(shè)計及計算：1、換熱器工藝設(shè)計及計算：包括物料衡算、能量衡算、工藝參數(shù)選定及其計算；2、換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計：包括換熱設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計及其尺寸的確定等；3、繪制換熱器裝配圖：包括設(shè)備的各類尺寸、技術(shù)特性表等.用2號圖紙繪制；4、編寫設(shè)計說明書：作為整個設(shè)計工作的書面總結(jié).說明書應(yīng)簡練、整潔、文字準(zhǔn)確。內(nèi)容應(yīng)包括：封面、目錄、設(shè)計任務(wù)書、概述或引言、設(shè)計方案的說明和論證、設(shè)計計算與說明、對設(shè)計中有關(guān)問題的分析討論、設(shè)計結(jié)果匯總〔主要設(shè)備尺寸、各物料量和狀態(tài)、能耗、主要操作參數(shù)以及附屬設(shè)備的規(guī)格、型號等、參考文獻(xiàn)目錄、總結(jié)及感想等?！菜耐瓿珊髴?yīng)上交的材料1、設(shè)計說明書1份2、換熱器裝配簡圖1張〔五推薦參考資料1、《化工原理》上冊天津大學(xué)出版社2、《化工原理課程設(shè)計》天津大學(xué)出版社3、《化工流體流動與傳熱》化學(xué)工業(yè)出版社4、《換熱器設(shè)計》上?？萍汲霭嫔缍⒛夸汿OC\o"1-4"\h\z\u一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書-1-二、目錄-2-三、引言-3-3.1換熱器概述-3-3.2.列管式換熱器概述-3-3.3列管式換熱器的設(shè)計原則-5-3.3.1流動空間的選擇-5-3.3.2流速的選擇-5-3.4傳熱管排列和分程方法-6-四、工藝計算及主要設(shè)備設(shè)計-7-4.1確定設(shè)計方案-7-選擇換熱器的類型[4]-7-流程安排-7-4.2確定物性數(shù)據(jù)-7-4.3估算傳熱面積-8-計算熱負(fù)荷和冷卻水流量-8-計算兩流體的平均傳熱溫差-8-估算傳熱面積-9-4.4主體構(gòu)件的工藝結(jié)構(gòu)尺寸-9-管徑和管內(nèi)流速-9-管程數(shù)和傳熱管數(shù)-10-傳熱管的排列和分程方法-10-殼體內(nèi)徑-10-折流板-11-接管-11-換熱器的結(jié)構(gòu)基本參數(shù)-11-4.5換熱器主要傳熱參數(shù)核算-12-熱流量核算-12-壁溫核算-14-換熱器內(nèi)流體的流動阻力〔壓強(qiáng)降-15-五、換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果-18-六、自我評價-19-七、主要參考文獻(xiàn)-20-八、主要符號說明-20-三、引言3.1換熱器概述熱器〔英語翻譯：heatexchanger.是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備.又稱熱交換器。換熱器是化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備.在生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等.應(yīng)用更加廣泛。換熱器種類很多.但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中.間壁式換熱器應(yīng)用最多。3.2.列管式換熱器概述列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì).可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時.一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入.在管流動.從封頭另一端的出口管流出.這稱之管程；另-種流體由殼體的接管進(jìn)入.從殼體上的另一接管處流出.這稱為殼程。在列管式換熱器中.管束的表面積即為該換熱器所具有的傳熱面積。當(dāng)傳熱面積較大.管子數(shù)目較多時.為了提高管內(nèi)流體的流速.增大管內(nèi)一側(cè)流體的傳熱膜系數(shù).常將全部管子平均分成若干組.流體每次只流經(jīng)一組管子.即采用多管程結(jié)構(gòu)。其方法是在封頭內(nèi)裝設(shè)隔板.在一端的封頭內(nèi)裝設(shè)一塊隔板.便成二管程；在進(jìn)口端裝兩塊擋板.另一端裝一塊隔板.便成四管程；如此.還可以設(shè)置其他多管程.但過多使流體阻力增大.隔板占有分布管面積.而使傳熱面積減小。列管換熱器〔又名列管式冷凝器.按材質(zhì)分為碳鋼列管換熱器.不銹鋼列管換熱器和碳鋼與不銹鋼混合列管換熱器三種.按形式分為固定管板式、浮頭式、U型管式換熱器.按結(jié)構(gòu)分為單管程、雙管程和多管程.傳熱面積1～500m2列管式換熱器種類很多.目前廣泛使用的按其溫差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)來分.主要有以下幾種：固定管板式換熱器：這類換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價便宜.但管外不能機(jī)械清洗。此種換熱器管束連接在管板上.管板分別焊在外殼兩端.并在其上連接有頂蓋.頂蓋和殼體裝有流體進(jìn)出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的.而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此.當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時.由于兩者的熱膨脹不同.產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力.以至管子扭彎或使管子從管板上松脫.甚至毀壞換熱器。為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置.一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時.為安全起見.換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置。但補(bǔ)償裝置〔膨脹節(jié)只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。一般殼程壓強(qiáng)超過0.6Mpa時由于補(bǔ)償圈過厚.難以伸縮.失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔?就應(yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。浮頭式換熱器：換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接.另一塊管板不與外殼連接.以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮.但在這塊管板上連接一個頂蓋.稱之為"浮頭".所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點(diǎn)是：管束可以拉出.以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束.因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時.不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜.造價高。填料函式換熱器：這類換熱器管束一端可以自由膨脹.結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單.造價也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能.殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。U型管式換熱器：U形管式換熱器.每根管子都彎成U形.兩端固定在同一塊管板上.每根管子皆可自由伸縮.從而解決熱補(bǔ)償問題。管程至少為兩程.管束可以抽出清洗.管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難.管子更換困難.管板上排列的管子少。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單.質(zhì)量輕.適用于高溫高壓條件。3.3列管式換熱器的設(shè)計原則列管式換熱器的設(shè)計和分析包括熱力設(shè)計、流動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及強(qiáng)度設(shè)計。其中以熱力設(shè)計最為重要。本次設(shè)計主要需完成選擇何種列管式換熱器來實(shí)現(xiàn)煤油的冷卻.通過對煤油產(chǎn)品冷卻的列管式換熱器設(shè)計.達(dá)到讓我們了解該換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).并能根據(jù)工藝要求選擇適當(dāng)?shù)念愋?同時還能根據(jù)傳熱的基本原理.選擇流程.確定換熱器的基本尺寸.計算傳熱面積以及計算流體阻力。3.3.1流動空間的選擇在管殼式換熱器的計算中.首先需要決定何種流體走管程.何種流體走殼程.這需要遵循些一般原則?！?應(yīng)該盡量提高兩側(cè)傳熱系數(shù)較小的一個.使傳熱面兩側(cè)的傳熱系數(shù)接近?！?在運(yùn)行溫度較高的換熱器中.應(yīng)盡量減少熱量損失.而對于一些制冷裝置.應(yīng)盡量減少其冷量損失?！?管程、殼程的決定應(yīng)做到便于清洗除垢和修理.以保證運(yùn)行的可靠性。〔4應(yīng)減小管子和殼體因受熱不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力?！?對于有毒的介質(zhì)和氣相介質(zhì).必使其不泄漏.應(yīng)特別注意其密封.密封不僅要可靠還應(yīng)該要求方便和簡單?！?應(yīng)盡量避免采用貴金屬.以降低成本。3.3.2流速的選擇當(dāng)流體不發(fā)生相變時.介質(zhì)的流速高.換熱強(qiáng)度大.從而可使換熱面積減小、結(jié)構(gòu)緊湊、成本降低.一般也可以抑制污垢的產(chǎn)生。但流速大也會帶來一些不利的影響.諸如壓降△P增加.泵功率增大.且加劇了對傳熱面的沖涮。換熱器常用流速的范圍見表1和表2表1換熱器常用流速的范圍液體名稱乙醚、二氧化碳、苯甲醇、乙醇、汽油丙酮?dú)錃獍踩魉?m/s<1<2~3<10≦8表2列管式換熱器易燃、易爆液體和氣體允許的安全流速介質(zhì)流速循環(huán)水新鮮水一般液體易結(jié)垢液體低粘度油高粘度油氣體管程流速.m/s1.0~2.00.8~1.50.5~3>1.00.8~1.80.5~1.55~30殼程流速.m/s0.5~1.50.5~1.50.2~1.5>0.50.4~1.00.3~0.82~153.4傳熱管排列和分程方法換熱器管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯列、三角形直列、三角形錯列和同心圓排列.如圖。正方形直列正方形錯列三角形直列三角形錯列同心圓排列正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊；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.外圓管布管均勻.結(jié)構(gòu)更為緊湊。我國換熱器系列中.固定管板式多采用三角形排列；浮頭式則以正方形錯列排列居多.也有正三角形排列。對于多管程換熱器.常采用組合排列方式。每程內(nèi)都采用正三角形排列.而在各程之間為了便于安裝隔板.采用正方形排列方式。管間距〔管中心的間距t與管外徑d0的比值.焊接時為1.25.漲接時1.3～1.5.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。取管心距t=1.25do四、工藝計算及主要設(shè)備設(shè)計4.1確定設(shè)計方案4.1.1選擇換熱器的類型[4]在本次設(shè)計任務(wù)中.兩流體溫度變化情況：熱流體〔煤油進(jìn)口溫度130℃.出口溫度50℃；冷流體<自來水>進(jìn)口溫度25℃.出口溫度45℃。該換熱器用自來水冷卻介質(zhì).受環(huán)境影響.進(jìn)口溫度會降低.考慮到這一因素.估計該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大.且管束與管殼之間的溫差較大會產(chǎn)生不同熱膨脹.因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式式換熱器。4.1.2流程安排在固定管板式式換熱器中.對于流體流徑的選擇一般可以考慮以下幾點(diǎn)：<1>不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管內(nèi).以便于清洗管子。<2>腐蝕性的流體宜走管內(nèi).以免殼體和管子同時受腐蝕.而且管子也便于清洗和檢修。<3>壓強(qiáng)高的流體宜走管內(nèi).以免殼體受壓。<4>飽和蒸氣宜走管間.以便于及時排除冷凝液.且蒸氣較潔凈.冷凝傳熱系數(shù)與流速關(guān)系不大。<5>被冷卻的流體宜走管間.可利用外殼向外的散熱作用.以增強(qiáng)冷卻效果。<6>需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi).因管程流通面積常小于殼程.且可采用多管程以增大流速。<7>粘度大的液體或流量較小的流體.宜走管間.因流體在有折流擋板的殼程流動時.由于流速和流向的不斷改變.在低Re<Re>100>下即可達(dá)到湍流.以提高對流傳熱系數(shù)。從兩物流的操作壓力看.應(yīng)使煤油走管程.冷卻水走殼程。但由于冷卻水較易結(jié)垢.若其流速太低.將會加快污垢增長速度.使換熱器的熱流量下賤.所以從總體考慮.應(yīng)使自來水走管程.煤油走殼程。4.2確定物性數(shù)據(jù)定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。殼程流體煤油的定性溫度為管程流體水的定性溫度為[3]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)。煤油在90℃的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：物性密度ρo〔kg/m3比熱容Cpo<kJ/<kg·0C>>粘度μo<Pa·s>導(dǎo)熱系數(shù)λo<W/<m2·0C>>煤油8252.220.0007150.14水在33℃的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：物性密度ρi〔kg/m3比熱容Cpi<kJ/<kg·0C>>粘度μi<Pa·s>導(dǎo)熱系數(shù)λi<W/<m2·0C>>水994.64.1740.00075230.62264.3估算傳熱面積4.3.1計算熱負(fù)荷和冷卻水流量煤油流量根據(jù)《化工原理[1]〔上》P216.公式〔4-31a得熱負(fù)荷為冷卻水流量4.3.2計算兩流體的平均傳熱溫差按單殼程多管程進(jìn)行計算.對逆流傳熱溫度差進(jìn)行校正根據(jù)《化工原理〔上》P213.公式〔4-45得逆流傳熱溫差為而所以修正后的傳熱溫度差為：由R-P值查下圖得.=0.85>0.8.故單殼程可行。4.3.3估算傳熱面積由《常用化工單元設(shè)備設(shè)計》表1-6.查得水與煤油之間的傳熱系數(shù)在280-710w/<m2.oC>.初步設(shè)定K=350w/<m2.oC>。根據(jù)《化工原理〔上》P235.公式〔4-44a估算的傳熱面積為4.4主體構(gòu)件的工藝結(jié)構(gòu)尺寸4.4.1管徑和管內(nèi)流速選用Φ25×2.5的傳熱管〔碳鋼管.管內(nèi)徑di×2=0.02.取管內(nèi)流速=1.0m/s4.4.2管程數(shù)和傳熱管數(shù)根據(jù)《化工原理課程設(shè)計[7]》P62.公式3-9可依據(jù)傳熱內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)按單管程計算.所需的傳熱管長度為按單管程設(shè)計.傳熱管過長.現(xiàn)取傳熱管長l=4.5m.則該換熱器管程數(shù)為傳熱管總根數(shù)N=90×4=360<根4.4.3傳熱管的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。其中.每程內(nèi)的正三角形排列.其優(yōu)點(diǎn)為管板強(qiáng)度高.流體走短路的機(jī)會少.且管外流體擾動較大.因而對流傳熱系數(shù)較高.相同的殼程內(nèi)可排列更多的管子。由《化工過程及設(shè)備課程設(shè)計》圖3-13取管心距t=1.25d0.則t=1.25×25=31.25≈32<mm>。橫過管束中心線的管數(shù)為隔板中心到離其最近一排中心距離.取各程相鄰管的管心距為44mm。4.4.4殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu).取管板利用率η=0.7.由《流體力學(xué)與傳熱》P206.公式4-115.得殼體內(nèi)徑為圓整可取D=800mm。4.4.5折流板采用弓形折流板.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：取折流板間距B=0.3D.則B=0.3×800=240mm取板間距B=300mm折流板數(shù)4.4.6接管1.殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)煤油流速為u＝1.0m/s.則接管內(nèi)徑為d===0.1066m經(jīng)圓整采用Φ121mm×7mm熱軋無縫鋼管<GB8163-87>,取標(biāo)準(zhǔn)管徑為121mm。2.管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速u＝1.5m/s.則接管內(nèi)徑為d===0.1546m經(jīng)圓整采用Φ168mm×6.5mm熱軋無縫鋼管<GB8163-87>,取標(biāo)準(zhǔn)管徑為168mm.4.4.7換熱器的結(jié)構(gòu)基本參數(shù)外殼內(nèi)徑:D=800mm換熱面積:S=125.64m2換熱管數(shù)量:N=360根管長:L=4500mm管子規(guī)格:Φ25mm×2.5mm<碳鋼>管中心距:t=32mm管子排列方式:正三角形殼程數(shù):1管程數(shù):4折流板數(shù)量:NB=14<塊>折流板間距:B=300mm通過管板中心的管子數(shù):nc=21根4.5換熱器主要傳熱參數(shù)核算4.5.1熱流量核算4.5.1.1殼程對流傳熱系數(shù)可采用克恩公式.由《化工原理〔上》P253.公式〔4-77a得其中：取當(dāng)量直徑de.由于是正三角形排列.由《化工原理〔上》P253.公式〔4-79得殼程流通截面積A0.由《化工原理〔上》P253.公式〔4-80.得殼程流體流速及其雷諾系數(shù)分別為普朗特準(zhǔn)數(shù)Pr由《化工原理〔上》P247.表4-8中準(zhǔn)數(shù)式得故殼程對流傳熱系數(shù)其中：取4.5.1.2管程對流傳熱系數(shù)由《化工原理〔上》P248.公式〔4-70a.水在管程中是被加熱.所以公式中的n=0.4.得其中：管程流通截面積管程流體流速以及其雷諾數(shù)分別為普朗特準(zhǔn)數(shù)故管程對流換熱系數(shù)4.5.1.3污垢熱阻和管壁熱阻查閱附錄得煤油側(cè)的熱阻R0=0.000172m2oC/w自來水側(cè)的熱阻Ri=0.000344m2oC/w鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為λ=454.5.1.4傳熱系數(shù)K根據(jù)=0.002530解得K=395.26W/<m2.OC>傳熱面積所選用的換熱器的實(shí)際傳熱面積4.5.1.5傳熱面積裕度該換熱器的面積裕度為處于要求的10%--25%的范圍內(nèi).連換熱器符合實(shí)際生產(chǎn)要求。4.5.2壁溫核算因管壁很薄.且管壁熱阻很小.故管壁溫度可按《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》P77.公式〔3-42計算。該換熱器用自來水冷卻水.設(shè)定冷卻水進(jìn)口溫度為26℃.出口溫度為40℃來計算傳熱管壁溫。另外.由于傳熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻較大.會使傳熱管壁溫升高.降低了殼程和傳熱管壁溫之差。但在操作初期.污垢熱阻較小.殼體和傳熱管壁溫差可能較大。計算中.應(yīng)按最不利的操作條件考慮.因此.取兩側(cè)污垢熱阻為零計算傳熱管壁溫。于是按式〔3-42有式中.冷流體的平均溫度tm和熱流體的平均溫度Tm分別按《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》P77.公式〔3-44.〔3-45計算tm=0.5×〔40+26=33〔℃Tm=0.5×〔140+40=90〔℃hc=hi=5833〔W/<m2·K>〕hh=h0=806.6〔W/<m2·K>〕傳熱管平均壁溫tw=39.9〔℃殼體壁溫.可近似取為殼程流體的平均溫度.即Tm=90℃。殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為△t=90-39.9=50.1〔℃>50℃該溫差較大.故需設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。選用帶膨脹節(jié)的固定管板式式換熱器。4.5.3換熱器內(nèi)流體的流動阻力〔壓強(qiáng)降4.5.3.1管程流動阻力根據(jù)《化工原理[3]〔上》P284.公式〔4-121得∑△pi＝〔△p1+△p2FtNsNp其中：∑△pi———管程總壓力降,Pa;△p1、△p2———分別為單程直管阻力與局部阻力,Pa;Ft———污垢校正系數(shù),對于Φ25mm×2.5mm管子,取Ft=1.4;對于?Φ19mm×2mm管子,取Ft=1.5;這里取Ft=1.4；Ns———?dú)こ虜?shù).Ns=1;Np———管程數(shù).Np=4。其中流體流過直管段由于摩擦所引起的壓力降可由下式計算:流體流過回彎管<進(jìn)、出口阻力忽略不計>因摩擦所引起的壓力降可由下式計算:式中：λ———摩擦阻力系數(shù);l———傳熱管長度,m;di———傳熱管內(nèi)徑,m;ui———管內(nèi)流速,m/s;ρ———流體密度,kg/m3。=0.5+1+0.5+1=3由Re=26322.59<105.設(shè)管壁粗糙度ε=0.1mm.則相對粗糙度ε/di=0.005.查莫狄圖<如下表>得λi=0.035W/m·℃.流速ui=1m/s.ρi=994.6kg/m3.所以總壓強(qiáng)降：管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)。莫狄圖4.5.3.2殼程流動阻力〔壓強(qiáng)降∑△po＝〔△p1’＋△p2’FsNs其中：ΣΔP0———?dú)こ炭倝毫?Pa;△p1’———流體流過管束的壓力降,Pa;△p2’———流體流過折流板缺口的壓力降,Pa;Fs———結(jié)垢校正系數(shù),對于液體,Fs=1.15;對于氣體或可凝蒸汽,Fs=1.0.這里取Fs=1.15;Ns———?dú)こ虜?shù).Ns=1。其中,流體流過管束的壓力降流體通過折流板缺口的壓力降式中：N———每一殼程的管子數(shù)目;NB———折流板數(shù)目;B———折流板間距,m;D———?dú)んw內(nèi)徑,m;F———管子排列方式對壓力降的校正因數(shù),對于正三角形排列,F=0.5;對于正方形斜轉(zhuǎn)45°,F=0.4;f0———?dú)こ塘黧w的摩擦系數(shù),當(dāng)Re0>500時,f0=5.0Re-0.228;其中,Re0=<deu0ρ0>/μ。nc———橫過管束中心線的管數(shù),管子按正三角形排列:nc=1.1N;管子按正方形排列:nc=1.19;u0———?dú)こ塘黧w橫過管束的最小流速,m/s,Vs———?dú)こ塘黧w的體積流量,m3/s。根據(jù)管子排列方法〔這里是正三角形.取F=0.5Re=26322.59f0=5.0Re0-0.228=0.503橫過管束中心線的管數(shù)折流擋板數(shù)B=300mmD=800mmρ0=825kg/m3u0=0.17m/s由由：由有：總壓強(qiáng)降：∑△po＝〔△p1’＋△p2’FsNs符合設(shè)計要求。五、換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果換熱器型式：帶膨脹節(jié)的固定管板式工藝參數(shù)管程〔自來水殼程〔煤油質(zhì)量流量〔kg/h100731.826515.2進(jìn)/出口溫度〔℃26/40140/40設(shè)計壓力〔MPa0.10.1物性參數(shù)定性溫度〔℃3390密度〔kg/m3994.6825比熱容<kJ/<kg·0C>4.1742.22粘度<Pa·s>0.7523×10-30.715×10-3導(dǎo)熱系數(shù)<W/<m2·0C>>0.62260.14普朗特準(zhǔn)數(shù)5.0311.3工藝主要計算結(jié)果流速〔m/s1.00.17污垢熱阻〔m2oC/w0.0003440.000172阻力〔壓降〔MPa0.0300.002對流傳熱系數(shù)<W/<m2·0C>>4700.48535.69總傳熱系數(shù)<W/<m2·0C>>395.26平均傳熱溫差〔℃41.1熱流量〔KW1635101傳熱面積裕度%12.92設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計程數(shù)41推薦使用材料碳鋼臺數(shù)1殼體內(nèi)徑〔mm800傳熱面積/m2125.64管徑〔mmΦ25×2.5折流板形式上下管數(shù)〔根360折流板數(shù)/個14管長〔mm4500折流板間距/mm300管子排列方式正三角形切口高度/mm200管間距〔mm32封頭×2個DN=800mm封頭法蘭DN=800mm隔板b=10mm殼程接管Φ121×7U型膨脹節(jié)R=45mmL=200mm管程接管Φ168×6.5六、設(shè)計感想化工原理課程設(shè)計是培養(yǎng)個人綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)選修課程的基本知識去解決某一設(shè)計任務(wù)的一次訓(xùn)練.也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用。這次化工原理課程設(shè)計是以小組為單位.然后組員各自進(jìn)行相應(yīng)的確定實(shí)驗方案、選擇流程、查取資料、進(jìn)行過程和設(shè)備的計算.并要對自己的選擇做出論證和核算.經(jīng)過反復(fù)的分析比較.擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計。在換熱器的設(shè)計過程中,我感覺我的理論運(yùn)用于實(shí)際的能力得到了提升.主要有以下幾點(diǎn)：在計算方面.這是設(shè)計第一階段的主要任務(wù).數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性直接影響到后面的各階段.這就需要我們具有極大的耐心。從拿到原始設(shè)計數(shù)據(jù)到確定最終參數(shù).持續(xù)了將近一周.確定需要求的參數(shù).查質(zhì)