熱交換器計算示例【熱交換器原理與設計課件】

1、《熱交換器計算示例》《熱交換器計算示例》2.6管殼式熱交換器管殼式熱交換器[例2.2]試對固定管板的管殼式煤油冷卻器進行傳熱計算、結構計算和阻力計算。在該熱交換器試對固定管板的管殼式煤油冷卻器進行傳熱計算、結構計算和阻力計算。在該熱交換器中，要求將中，要求將14th的T1煤油由煤油由140℃冷卻到冷卻到40℃，冷卻水的進、出口水溫為，冷卻水的進、出口水溫為30℃和40℃，煤油，煤油的工作表壓力為的工作表壓力為0.1MPa，水的工作表壓力

2、為，水的工作表壓力為0.3MPa。[解]由已知條件，選用兩臺〈1－2〉型管殼式熱交換器串聯工作，水的結垢性強，工作壓力也較高，故使其在管程流動，而煤油的溫度、壓力均不高，且較潔凈，在殼程流動也是合適的，計算過程和結果列于表2.11中。表2.11例2.2計算表格計算表格項目符號單位計算公式或數據來源數值備注1煤油進口溫度t′1℃由題意1402煤油出口溫度t″1℃由題意403冷卻水進口溫度t′2℃由題意304冷卻水出口溫度t″2℃由題意40

3、5煤油工作表壓力p1MPa由題意0.16冷卻水工作表壓力p2MPa由題意0.3原始數據7煤油流量M1kgs由題意3.898煤油定性溫度tm1℃(t′1t″1)2=(14040)2909煤油比熱cp1kJ(kg℃)查物性表2.3310煤油密度ρ1kgm查物性表74411煤油黏度μ1kg(ms)查物性表604.510612煤油導熱系數λ1W(m℃)查物性表0.102813煤油普蘭德數Pr1—61111604.51023300.1028pcP

4、r???????13.714水的定性溫度tm2℃(t′2t″2)2=(3040)23515水的比熱cp2kJ(kg℃)查物性表4.18716水的密度ρ2kgm查物性表100017水的黏度λ2kg(ms)查物性表0.62118水的導熱系數μ2W(m℃)查物性表725106流體的物性參數19水的普蘭德數Pr2—622227251041870.621pcPr???????4.920熱損失系數ηL—取用0.9821傳熱量QkWQ＝M1cp1(t

5、′1－t″1)ηL＝1400036002.33(140－40)0.98888傳熱量及平22冷卻水量M2kgsM2=Qcp2(t″2－t′2)21.21項目符號單位計算公式或數據來源數值備注二臺傳熱面積F″m2248.196.2管束中心至最外層管中心距離m由圖2.48，量得或算出0.22442管束外緣直徑DLm0.224220.01250.47343殼體內徑DSmDS=DL2b3b3=0.25d=6.25mm，且≮8mm，故DS=0.04

6、7320.008按照GB151—1999規(guī)定，取標準直徑0.544長徑比—lDS=4.50.59合理45管程接管直徑D2mmD2==1652M21.211.131.1310001????按鋼管標準取值Φ180546管程雷諾數Re22262110000.0272510id???????27586管程計算47管程換熱系數α2W(m2℃)α2=0.023Re20.8Pr20.42id?=0.6210.020.023275860.84.90.4

7、481348折流板形式選定弓形49折流板缺口高度hmh=0.25DS=0.250.50.12550折流板的圓心角度12051折流板間距l(xiāng)sm(0.2~1)Ds=(0.2~1)0.5=0.1~0.5取0.2552折流板數目Nb塊450025011753折流板上管孔數個由圖2.4811654折流板上管孔直徑dHm由GB1511999規(guī)定0.025455通過折流板上管數根由圖2.4811256折流板缺口處管數根由圖2.482457折流板直徑D

8、bm由GB1511999規(guī)定0.495558折流板缺口面積Awgm22212(1)sin4220.5112020.125(1)sin60421800.5swgsowgDhADA???????????????????????0.03838759錯流區(qū)內管子數占總管數的百分數Fc2212()sinarccos()212arcos()0.50.250.252()sinarccos()0.4730.4730.252arcos0.473sscLL