化工原理课程设计管壳式换热器选型.docx

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1、刖百热交换潺是进行热交换操作的通用工艺设备、被广泛应用于各个工业部门、尤其在石油、化工生产中应用更为广泛。换热器分类方式多样,依据其工作原理可分为:干脆接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器:大类,其中间壁式换热器用量最大,据统计,这类换热器占总用量的99%。间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热版以其高度的牢苑性和广泛的适应性,在长期的操作过程中积累了丰富的阅历,其设计资料比较齐全,在很多国家都有了系列化标准.近年来尽管管壳式换热器也受到了新型换热器的挑战,但由于管壳式热交换器具有结构简洁、坚固、操作弹性大、应用材料广等优点.管壳式换热涔目前仍是化工、石油和石化行业中

2、运用的主要类型换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有肯定优势。如何确定最佳的换热器,是换热器优化的问题。本说明书对指定有机物进行冷却选择合适的换热器，并且合理支配操作管路以及选择合适的离心泵作出具体的计算说明。二、设计任务班级：精细优090姓名：李登峰学号：10092660任课老师：袁苹选择一个合适的换热器，冷却78。C的某液态有机物至60。此有机物的流量为93kgZ:(1)合理支配操作管路：(2)选择台合适的离心泵：(3)有机物69C的物理性质:p=997kgm=0.6mPas;Cp=2.22kJ.kg0C;=0.16WmoC.(4)冷却水：进口温度h=20oC:(5操作条件：换热器

3、管壳两侧的压降皆不应超过0.1MPa,三、书目二ift计任务四计算明的表，1管光式换热涔烧格42离心泵的型号烷格43计算数据结果记录5五计算过程61选择合适的换热零61.1 热力学数据的获得61.2 计算热负荷Q和夕川61.3 计算谓差和估计传热系数61.4 估算换热面积71.5 计算管程压降和给热系数71.6 计算光程压降和给热系数81.7 计算传热系数91.8 校核传热面积92支配管路和选择合适的离心泵92.1 管径初选92.2 年头计算IO六附录12七13A说明15九A文献四、计算结果明细表(I)管壳式换熬器的规格公林代祐DMmm公称IK力PNyMPaN管子根数n中心推管教NT首印充通面

4、枳Jm，01.92om换热管K度1.ymt1.1.管心跳11t换热面枳，而3254288)00.007345002523.1(2)离心泵的型号规格型号转速n(r10C及防止水中盐类析出为原则，选选择出口温度：=4(rC循环水的定性湿度：入口温度为八=20。(？，出口温度为=401.1C循环水的定性温度为=(20+40)/2=30-C两流体的温差7；-,=69-30=39C50C两流体在定性温度下的物性数据如下流体温度C密度kgm粘度mPas比热容kj(kg-C)导热系数W(m*C)有机物699970.62.220.16循环水30995.70.80124.1740.61712计算战负有Q和心2由

5、热量衡算Q=%喙也-7；)=9.3X2,22(78-60)=371.63kW也=445Ms4.174X(40-20)3计算温J1.“和估计传热系数Km并流时，M=78-20=58CAt2=60-40=20C=空二必=生效=-.f,.581.In-1.In一r,201r.In-1.逆流时，1=78-40=38,=60-20=40oCM-A“38-40-I=In-1.138In-4039.0。C依据管程走循环水,壳程走有机物，总传热系数K现新取:K=570W.n侬据AM可以选择卜述标准换热器（查附录得）：（排列方式：正三角形）公称直径DNfmm公称压力PN/MPa管程数N管子根数n中心排管数NT管

6、程流通面积m21.92mm换热管长度1.Zmm管心距11un换热面积m23254288100.007845002523.15计算管程压降例及给热系数,依据标准换热器供应的参数管程流淌面积管内冷却水流速QA1=0.0078m=学63_4.45M/S4.174X(40-20)U.=Re.=上=PMdu024.45=0.57?/S995.70.00780.015X0.57X995.70.8012IoC10626管程给热系数a,ai=0.023Re8Pr0-,d1.=0.023,H1062600.015=0.023-J-Re厂VJ(4.174X0X0.8012XIOY0.6171=3095.02,/(

7、a-OC)取钢的管壁粗糙度为0Imi,则.八/eCSV/O.168丫”dReJI1510626)管程压降p,=1.-+3)/川。丝=f.037d)p2I0.015=6842.Pa0,XMPa6计算亮程压IfA忆及给热系数4挡板间距B取0.9m,：0.037QIIrO995.7x0.57i+31.52J2=0.133m/saP,0.0702X997日产一:成4X(日X0.0252-0.785M、3.140.019500,4=5Ke-0-2a=5X(2431)“少=0.845管子排列为三角形，F=O5,f=1.15挡板数：N1.(-1=葛-1=4光程压降Ff群ANB+1)+53.5一年0.50.8

8、4510(4+1)+43.5-2X0.90.3251.150.077?244.120C)8校核传热面积匹6*=23.。斯412.6X39X1所选换热器：A=23.A=23.1=1i7-23.09-所以选择的换热滞符合要求。c二支配管路和选界合适的离心泵1管径加选qa2=4.45kg/sC=纹=A_1.1.3600=0.00447/s=16.09m/hr初取水经济流速“=1,5小=0.00298,月=幺1.=-45pu995.71.5f-,2,M40,00298,_4=N*a*=J=61.6mm由于61.6mm不是标准管径，因此确定d1.=50幽p,995.7-0.0524符合经济流速范围故确定：d1.=50m,u=2.28?/S2压头He在水槽液面及压力表处列柏努利方程-+H=+z+-+/,闷闷2g取=0.1Smm.Md=O.003,Re=d.p=0.05995.72.28/0.8012IO3=1.42IOS查图得A=O.027局部阻力：底阀1个标准90弯头3个球心阀1个J=8.54=0.75x3q,=uA.=2.28x”XO.052=O.0045/s=16.12?/h4依据外和以及IS型离心泵系