浮頭式換熱器的熱力計(jì)算及工藝結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32358浮頭式換熱器的熱力計(jì)算及工藝結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算案例 125254第一章熱力計(jì)算 1270371.1設(shè)計(jì)任務(wù)及數(shù)據(jù) 1131911.2流體定性溫度與物性參數(shù) 129561.3物料與熱量衡算 2111691.4有效平均溫差 2139881.5初算傳熱面積 326825第二章工藝結(jié)構(gòu)尺寸 3230372.1換熱管管徑和管內(nèi)流速 3112372.2管程數(shù)和傳熱管數(shù) 3第一章熱力計(jì)算1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為浮頭式的原油蒸餾裝置汽油換熱器，設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)見表1.1表1.1換熱器設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)流體流量M,t/?工作壓P,MPa進(jìn)口溫度t℃出口溫度t℃汽油601.4140100原油0.18351001.2流體定性溫度與物性參數(shù)汽油進(jìn)口溫度為t1'=140℃，出口溫度為t1汽油定性溫度： 由汽油定性溫度tm1=120℃及工作壓力P1=1.4MP表1.2定性溫度下汽油物性參數(shù)物性密度ρkg/比熱CkJ/(kg?℃)導(dǎo)熱系數(shù)λW/(m?℃)黏度μm汽油6391.90.130.1×原油進(jìn)口溫度為t2'=35℃，出口溫度為t原油定性溫度： 原油定性溫度tm2=67.5℃及工作壓力P1表1.3定性溫度下原油物性參數(shù)物性密度ρkg/比熱CkJ/(kg?℃)導(dǎo)熱系數(shù)λW/(m?℃)黏度μm原油827.820.144.7×1.3物料與熱量衡算對(duì)外損失熱系數(shù)取η傳熱量： 原油流量： 1.4有效平均溫差流體最簡(jiǎn)單的流動(dòng)方式有順流和逆流，順流和逆流可以看作是兩個(gè)極端情況，當(dāng)傳熱面相同時(shí)，逆流想必順流可以傳遞更多的熱量，由于此次設(shè)計(jì)冷流體的出口溫度等于熱流體的出口溫度，而順流時(shí)冷流體溫度總是低于熱流體出口溫度，故流體的流動(dòng)方式為逆流。逆流時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫差： 參數(shù)P及R： 溫差校正系數(shù)： 有效平均傳熱溫差： 1.5初算傳熱面積原油流量小，黏度大，容易結(jié)垢，綜合考慮，原油走管程，汽油走殼程查參考資料（化工原理（第二版））初選傳熱系數(shù)K'估算傳熱面積： 第二章工藝結(jié)構(gòu)尺寸2.1換熱管管徑和管內(nèi)流速管子材料及規(guī)格選用碳鋼無縫鋼管?25×2.5，即換熱管外徑d0=0.025m，內(nèi)徑di=0.025m2.2管程數(shù)和傳熱管數(shù)通常情況下，管子的計(jì)算直徑d取傳熱系數(shù)小的一側(cè)，但由于汽油和原油的定性溫度下的傳熱系數(shù)基本相同，所以，換熱管的計(jì)算直徑應(yīng)取平均直徑。計(jì)算直徑： 管程流體通截面積： 每程管數(shù)： 每根管子長(zhǎng)度： 由于換熱管長(zhǎng)度過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致管子的清洗和拆換更加困難，同時(shí)也使檢修時(shí)抽出管子所需要的空間增大，考慮實(shí)際情況，根據(jù)GB/T 151-2014取換熱管管長(zhǎng)l=9m,管子排列方式選正三角形排列。由換熱管規(guī)格為?25×2.5，查表2.1知拉桿直徑dn表2.1拉桿直徑換熱管外徑d,mm拉桿直徑d10≤d≤141014<d<251225≤d≤5716選一臺(tái)換熱器拉桿數(shù)為4，由表2.2可知?dú)んw直徑應(yīng)在400~700mm之間，表2.2拉桿數(shù)量公稱直徑DN拉桿直徑<400≥400~<700≥700~<900≥900~<1300≥1300~<150010461012161244810121644668管程數(shù)： 傳熱管總數(shù)： 由表2.3知換熱管中心距s=32mm，分程隔板槽處管中心距l(xiāng)E表2.3換熱管中心距換熱管外徑16192022253032管中心距s22252628323840分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距l(xiāng)35384042445052平行于流向的管距： 垂直于流向的管距： :管子布置圖如圖2.1圖2.1管子布置圖由圖2.1知，六邊形層數(shù)為a=6，一臺(tái)換熱器管子數(shù)為nt=124根，管束中心至最外層管中心距離為一臺(tái)換熱器傳熱面積： 二臺(tái)換熱器面積： (1.21)管束外緣直徑： (1.22)管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁的距離： 取沿六邊形對(duì)角線上的管數(shù)： 殼體內(nèi)徑： 取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)徑比： 由于目前換熱器所采用的長(zhǎng)徑比一般在4~25之間，故設(shè)計(jì)合理。折流板選雙弓型，其圓心角為120°。折流板缺口高度： 折流板間距： 取 折流板數(shù)目： 由圖2.1知折流板上的管孔數(shù)為108個(gè)，通過折流板上的管子數(shù)為104根，折流板缺口處管數(shù)為20根，查GB 151-2014知折流板上的管孔直徑dH=0.0254m，錯(cuò)流區(qū)排管數(shù)Nc=9排