列管式换热器工艺设计.pptVIP

加热剂或冷却剂的进口温度也是由此确定但其出口温度有时可由设计者选定该温度直接影响加热剂或冷却剂的用量以及换热器的大小，因而这个温度的确定有一个经济上的优化问题。工艺流体的进出口温度是工艺条件所定的（四）流体进出口温度的确定二、工艺结构设计估算传热面积传热器的传热量换热器的热流量是指在确定的物流进口条件下，使其达到规定的出口状态冷热流体间所交换的热量，或是通过冷热流体的间壁所传递的热量。Q1=m1Cp1△t1(3-1)在忽略热损失的条件下，对于无相变的工艺物流，换热器的热流量由下式确定01m1——工艺流体的质量流量，kg/s；Cp1——工艺流体的定压比热容kJ/(kg.k)t1——工艺流体的温度变化，K式中Q1——热流量，W；02对于有相变化的单组分饱和蒸汽冷凝过程则依冷凝量和冷凝蒸汽的冷凝热确定Q1=D1r1(3-2)式中D1——蒸汽冷凝质量流量，kg/s；r1——饱和蒸汽的冷凝热，kJ/kg.加热剂或冷却剂用量01加热剂或冷却剂用量取决于工艺流体所需的热量及加热剂和冷却剂的出口温度02此外还和设备的热损失有关03对于工艺流体被加热的情况，加热剂所放出的热量等于工艺流体所吸收的热量与损失的热量之和，即04即Q2=Q1+Q3(3-3)式中Q1——工艺流体所吸收的热量，w；Q2——加热剂所放出的热量，w；Q3——损失的热流量，w12W=Q2/rw若以水蒸气作为加热介质，则水蒸气的用量可用下式确定W——水蒸气的流量，kg/s；rW——水蒸气冷凝热,kJ/kg式中m2=Q2/Cp2△t2（3-4）若以无相变流体作为加热剂，则用量如下01m2——加热剂质量流量，kg/s；Cp2——加热剂定压比热容，kJ/(kg.k)；t2——加热剂的出口温度变化，k。式中02在实际设计中，常忽略热损失，计算冷却水用量公式m3=Q1/Cp3△t3（3-5）对于工艺流体被冷却的情况，工艺流体所放出的热量等于冷却剂所吸收的热量与损失之和m3=Q1/Cp3△t3（3-5）式中m3——冷却剂质量流量，kg/sCp3——冷却剂比压热容，kJ/(kg·k)t3——冷却剂进出口温度的变化，k关于换热设备热损失的计算可参考有关文献进行计算，一般近似取换热器热流量的3%～5%01平均传热温差是换热器的传热推动力05tm=(△t1-△t2)/ln(△t1/△t2)03并流、逆流和折流02对于列管式换热器，常见的流型有三种：04对于并流和逆流，平均传热温差均可用换热器两端流体温度的对数平均温差表示，式中△tm——逆流或并流的平均传热温差，k；063、平均传热温差t1，△t2可按图3-6所示进行计算折流情况下的平均传热温差可先按逆流情况计算，然后加以校正，即tm=ε△t△tm逆式中△tm——折流情况下的平均传热温差,kε△t——温差校正系数0103020405Ap——估算的传热面积，m2；K——假设的传热系数，w/(m2.k)；tm——平均传热温差，k式中4、估算传热面积Ap=Q/K△tm01选择管径和管内流速目前国内常用的换热管规格和尺寸偏差见表3-2。02管径选择基本原则：0304若选择较小的管径，管内表面传热系数可以提高，而且对于同样的传热面积来说可减少壳体直径。但管径小，流动阻力大，机械清洗困难，设计时可根据具体情况用适宜的管径。05（三）选择管长、确定管程数和总管数、换热器的单程管子数：（3-9）式中ns——单程管子数目；v——管程流体的体积流量，m3/s；di——传热管内径，m；u——管内流体流速，m/s。可求得按单程换热器计算所得的管子长度：L=Ap/nsπd0(3-10)式中L——按单程管子计算的管子的长度，md0——管子外径，m如果按单程计算的管子太长，则应采用多管程此时应按实际情况选择每程管子的长度。确定了每程管子长度之后，可求得管程数(3-11)式中