换热器设计与计算说明.doc

1换热器设计
本设计中所选设计的换热器为反应物预热器。

两物流的温度变化情况：热物流的进口温度150°C,出口温度140°C；冷流 °C,出口温度120°Co该换热器用循低压蒸汽换热，冬季操作
量直径，由正三角形排列得
广-"4
兀d。


-
4 ) k = m
壳程流通截面积:
1 = 1-

= m2
壳程流体流速及其雷诺准数分别为:
V 12281/() .

u=^ = A L = m-s』
S。
Re。
P°u°d° x x 0,020 ^3z|071/1
xW5 -
普朗特准数:
p『 = L907 虫*.

Q 028 -
% = ° = wm2-°C」
°
管内表面传热系数:
4
pr°
8
o.
e
R2_l4
管程流体流通截面积：
§ = x xl0 =
管程混合气体的流速及其雷诺准数分别为:
V 10638/(3600x711) .


% === 八…. = m-s-1
Re =逸4 =心… :=89108
以" x IQ4
711
普朗特准数:
「 = q

% =^x89108°°4 = 2425w・m-2・°C-i 1
基于管内表面积的总传热系数K：查阅《传热传质过程设备设计》取管外侧的热阻：
Ro = m2-°C-w1
取管内侧污垢热阻:
钢的导热系数:
2 = 50 w -m-1 - °C1
则:
50
m2-oC-w-'
计算总传热系数:
k = 7 d。| 灿 | d. dm
寸=349w • m-2 - °C-1% )
传热面积:
由 Q = KjSi&m 得
234200 —I?。

该换热器的实际传热面积:
S = = 22m2
则该换热器的面积欲度为:
S-S, 22-
22
H = ~= = %
该换热器能够完成生产任务。
壁温核算：
因管壁很薄，且管壁热阻很小，故管壁温度可按《化工单元过程及设备课程 设计》P77,公式3-42计算。该换热器低压蒸汽加热反应物，反应物进口温度 °C,出口温度为120°C来计算传热管壁温。冬天进行换热时，反应物进口温 度会降低，取80°C进行计算。由于传热管内部的污垢热阻非常大，传热管管壁 的温度会升高，这样就降低了壳体和传热管管壁的温差。但是在操作初期，污垢 热阻还是很小的，壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中应按最不利的操作条 件考虑。因此，取两侧污垢热阻