U型管换热器毕业论文(刘改过)..doc

2.2换热器的设计任务和设计条件 2.2.1换热器的设计任务 BIU-600-2.5/1.0-(90)-6/19-2/2型换热器设计 2.2.2换热器的设计条件 冷热流体的设计参数见表2-1和2-2： 表2-1冷却流体参数 被冷却流体 热空气 进气温度 150℃ 出气温度 40℃ 设计温度 150℃ 设计压力 2.5Mpa 表2-2 冷却介质参数 冷却介质类型 循环水H20 进口温度 30℃ 出口温度 40℃ 设计压力 1.0MPa 2.3换热器的设计步骤 2.3.1确定设计方案 (1)选择换热器的类型 设计任务中已经给出了换热器的类型，就是U型管式换热器。 (2)流程安排 在列管式换热器设计中，冷、热流的流程，需进行合理安排，一般应考虑以下原则： 易结垢流体应走易于清洗的一侧。对于固定管板式、浮头式换热器一般应使易结垢的流体流经管程，而对于U型管换热器，易结垢流体应走壳侧。依据这个原则我们可以确定流程为：混合气体走管程，循环冷却水走壳程。 2.3.2确定物性数据 定性温度：对于一般气体和水等低粘度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程循环冷却水的定性温度为 t=0.5*(40+30)=35(℃) 根据定性温度，查取壳程流体的有关物性数据。循环冷却水在35℃下的物理数据： 密度 ρi=994.3kg/m3 定压比热容 Cpi=4.174 X103 J/（kg.K） 热导率 i=0.624W/(m.K) 粘度 =0.742X10-3N.S/m2 2.4换热器的设计计算过程 2.4.1平均传热温差 先按逆流计算，得 2.4.2由给定的换热面积估算热流量 在估算传热面积时，可根据冷热流具体情况，参考换热器传热系数的大致范围，假设一K值，利用传热速率方程，估算传热面积为 (2-1) 现取 K=414W/ 所以热流量 2.4.3冷却水用量 (Kg/h) 2.4.4被冷却气体 进气温度 T1=150° 出口温度 T2=40℃ 进气压力 P1=0.257 Mpa 进气全量 G1=kg/h=27.78kg/s 冷却液： 进口温度 t1=30℃ 出口温度 t2=40℃ 冷媒压力 P2=1.0Mpa 气体的定性温度 T=0.5*（T1+ T2）=95℃ 气体的密度 ，ρ1=2.545kg/m3 气体的比热容 气体的导热系数 因为 (2-2) 所以 1=0.0408W/m℃ 气体的粘度因为 μm= (2-3) 所以 =1.9235X10-5N.S/m2 气体的普朗特数 Prs==0.6666 液体的定性温度 t=0.5 *（t1+ t2）=35℃ 液体的密度 ρ2=994.3kg/m3 液体的比热 CPi=4.174 X103 J/(kg.K) 液体的导热系数 i=0.624W/m℃ 液体的粘度 =0.742X10-3N.S/m2 液体的普朗特数 Prs==4.96 从计算可得冷却液各项参数如表2-3： 表2-3冷却液各项参数 气体的定性温度T 95℃ 密度ρ1 2.545kg/m3 比热Cp1 1414J/kg.K 导热系数1 0.0408W/m℃ 粘度 1.9235X10-5 N.S/m2 普朗特数Pr1 0.6666 液体的定性温度t2m 35℃ 密度ρ2 994.53kg/m3 比热Cp2 4174 J/kg.K 导热系数2 0.624W/m℃ 粘度 0.742X10-3N.S/m2 普朗特数Pr2 4.96 2.4.5工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速 选用φ19×2较高级冷拔传热管，取管内流速 m/s。 （2）管程数和传热管数 因为管程数 Np= 所以L= Np =2×6=12(m) 因为 所以根，可取为207根 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。 取管心距t=1.25d0=1.25×19=23.75mm, 取标准t=0.025m 隔板中心到离其最近一排管中心距离为 各程相邻管的