1、換熱器選型計算【例2-6】某化工廠需要將50m3/h液體苯從80c冷卻到35C,擬用水作冷卻劑，當?shù)囟舅疁貫?C,夏季水溫為30Co要求通過管程和殼程的壓力降均不大于10kPa,試選用合適型號的換熱器。解(1)基本數(shù)據的查取苯的定f溫度80435=57.5C2冷卻水進口溫度取夏季水溫30C,根據設計經驗，選擇冷卻水溫升為8C,則其出口溫度為38C水的定性溫度30+38=34C2查得苯在定性溫度下的物性數(shù)據：p=879kg/m3;科=0.41mPa-s；Cp=1.84kJ/(kgK);入=0.152W/(m-K)查得水在定性溫度下的物性數(shù)據：p=995kg/m3;科=0.743mPas；Cp=

2、1.174kJ/(kgK);入=0.625W/(m-K);Pr=4.98(2)流徑的選擇為了利用殼體散熱，增強冷卻效果，選擇苯走殼程，水走管程。(3)熱負荷的計算根據題意，熱負荷應取苯的傳熱量；又換熱的目的是將熱流體冷卻，所以確定冷卻水用量時，可不考慮熱損失。Qh=Whcph(T1-T2)=(50X879/3600)X1.84X(80-35)3=1.01X10kW冷卻水用量QWC二-Cpc(t2工)1.01103=30.25kg/s4.174(38-35)暫按單殼程、偶數(shù)管程考慮,先求逆流時的平均溫度差Atm，國1-12,d1ln-寸2(80-38)-(35-30):174c(8038)ln(

3、35-30)計算P和Rt2-ti80-35;P=1=5.63T1T38-30r=TT2=38-30=0.1612T80-30由P和R查圖得，甲&=0.82>0.8,故選用單殼程、偶數(shù)管程可行。Atm=%Atmz=0.82X17.4=14.3C(5)選K值，估算傳熱面積參照表2-4,取K=450W/(m2K).33Q1.0110102A計=157mK."：tm45014.3(6)初選換熱器型號由于兩流體溫差小于50C,可選用固定管板式換熱器，由固定管G1000W-1.6170。主要參數(shù)如下外殼直徑1000mm公稱壓力1.6MPa公稱面積170m2實際面積173m2管子規(guī)格

4、425mmx2.5mm管長3000mm管子數(shù)758管程數(shù)4管子排列方式正三角形管程流通面積0.0595m板式換熱器的標準系列,初選換熱器型號為:2管間距32mm采用此換熱器,則要求過程的總傳熱系數(shù)為K需=A%331.01101017314.3=408.3W/(m2-K)(7)核算壓降管程壓降匯Api=(Ap+AP2)FtNsNpFt=1.4Ns=1Np=4管程流速30.25Ui0.51m/s0.0595995dU：Re尸0.020.51995_30.7310=1.366104對于鋼管，取管壁粗糙度S=0.1mm£/di=0.1/20=0.005查圖得，入=0.037di20.02Ap

5、2=3fun”2995(。51)=388.2Pa12Api=(Ap1+Ap2)FtNsNp=(718.2+388.2)X1.4X4=6196Pa2_2L：u23995(0.51)2Ap=九=0.037Xm=718.2Pa二u。22管子為正三角形排列F=0.5,nc2.1=t康-30取折流擋板間距h=0.2m,Nb=Lh-1=3-1=140.2殼程壓降匯Apo=(Ap/+AP2OFsNsFs=1.15,Ns=1Api/=Ff0nc(Nb+1)2Ao=h(Dncdo)=0.2x(130X0.025)=0.05m殼程流速uo=0=0.278m/s0.05Reo=dcUo：0.0250.278879J

6、30.4110=1.49X104879(0.278)2-=4272Pafo=5.0Reo0.228=5.0X(1.49X104)0.228=0.559Ap/=5.0X0.559X30X(1+14)XAp2/=Nb(3.5-)0D220.2=14X(3.5)X1一一一一2879(0.278)=1474Pa匯Apo=(4272+1474)X1.15X1=6608Pav10kPa壓力降滿足要求。(8)核算傳熱系數(shù)管程對流傳熱系數(shù)0.80.4八0.6254、0.80.4叼=0.023RePr=0.023x父(1.366父10)m(4.98)di0.02=2778.6W/(m2.K)殼程對流傳熱系數(shù)查閱相關資料，采用凱恩法計算：。=0.367(平/Pr1,31d0口f-32：:.2d4?丁。)de=二d0由于換熱管采用正三角形排列32二24(一0.0320.025)24=0.02m二0.025deU0.020.2788790.41104=1.192X10Prq1.841030.4110二0.152=4.963殼程苯被冷卻，w=0.950.152二。=0.36(1.192104)0(4.963)1/30.950.02=814.7W/(m2.K)污垢熱阻管內外污垢熱阻分別取為Rsi=2.1X104(m2.K)/W,Rso=1.72x104(m2.K)/W總傳熱系數(shù)忽略管壁熱阻，則K計