课程设计-固定管板式换热器.doc

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...................................33参考文献...............................................................................:在工业生产中,换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,是流体温度达到工艺流程规定的指标,以满足工艺流程上的需要。此外,换热器也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。例如,高炉炉气,约1500?,4固定管板式换热器课程设计的余热,通过余热锅炉可生产压力蒸汽,作为供汽、供热等的辅助能源,从而提高热能的总利用率,降低燃料消耗,提高工业生产经济效益。本此设计正是要利用换热器降低油的温度,从而获取热量用以供热,洗澡等。这样不仅节约了能源,同时也合理利用了资源,带来了额外的经济价值。随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热极力的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继面世。:固定管板式换热器,其结构如图1所示。换热器的管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上,而管板则以焊接的方法与壳体相连。与其它型式的管壳式换热器相比,结构简单,当壳体直径相同时,可安排更多的管子,也便于分程,同时制造成本较低。由于不存在弯管部分,管内不易积聚污垢,即使产生污垢也便于清洗。如果管子发生泄漏或损坏,也便于进行堵管或换管,但无法在管子的外表面进行机械清洗,且难以检查,不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质。更主要的缺点是当壳体与管子的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时,在壳体与管中将产生较大的温差应力,因此为了减少温差应力,通常需在壳体上设置膨胀节,利用膨胀节在外力作用下产生较大变形的能力来降低管束与壳体中的温差应力。:固定管板式换热器设计基本参数:换热器的结构与布局由设计确定工作介质:管程:油壳程:水质量流量:6400Kg/h油入口温度:230?出口温度:180?工作压力:管程??、元器件和其他零部件等。(1)水温选择,本次设计考虑到经济和设备安全问题,选择水的进口温度为常温20?,出口温度为60?。(2)流程安排,由于本次设计的热流体油的温度较高,而且水的腐蚀性和结垢性高于油,所以选择油走管程,水走壳程。,对于一般的轻质油和水等低粘度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程油的定性温度为,T=(110+60)/2=205?管程水的定性温度为:t=((20+60))?2=40?根据定性温度查取有关物性数据,得到油和水的数据分别如下,煤油在205?下的物性数据为,6固定管板式换热器课程设计3密度ρ==/(Kg??)P1热导率λ=/(m?K)1粘度μ=?s1冷却软水在40?的物性数据为:3密度ρ==/(Kg??)p2热导率λ=/(m?K)2粘度λ=?,进口温度T=230?,出口温度为T=180?流量为m=6400Kg/h,冷121侧,进口温度为t=20?,出口温度为t=60?。12传热计算,热负荷计算,热负荷,Q=mCρ(T?T)=mCρ(t?t)11122221P1P2式中,m,m——冷热流体的质量流量,kg/s,21C,C——冷热流体的定压比热,J/(kg?k),P2p1t,t——冷流体的进、出口温度,k,12T,T——热流体的进、出口温度k12(1)热流量依据式Q=mCΔT有11p1Q=mCΔT=6400××50=877952KJ/h=Q=(2)平均传热温度差先按逆流计算,依下式得,?ΔtΔt210?12012Δt===?m210Δt1lnlnΔt1202=?Δtm(3)传热面积由教材P59页表2-19选取K=160,则估算的传热面积为:×101A===?PKΔt160×(4)冷水用量A=?PQ8779521m===?×40m=(1)管径和管内流速选用Φ25×,取管内流速u==(2)管程数与传热管数依据下式确定换热管的单程管字数:Vn=s2πdu4i式中n—单程管子数s3V—管程流体的体积流量,m/sd—传热管直径,?iu—管内流体流速,m/s则8固定管板式换热器课程设计