毕业设计-换热器设计模版一、 设计参数过热蒸汽压力P 1：0.35Mpa ；入口温度T 1：250C；出口温度T 2：138.89C（查水和水蒸汽热力性质图表P11）；传热量Q ：375400kJ/h 。
冷却水压力P 2：0.7MPa ；入口温度t 1：70C；出口温度t 2（C）；水流量m 2：45320kg/h 。
水蒸汽走管程，设计温度定为300C，工作压力为0.35Mpa （绝压）；冷却水走壳程，设计温度定位100C，工作压力为0.9Mpa （绝压）。
二、 工艺计算1.根据给定的工艺条件进行热量衡算)t t ()()T T (1222212112111p p c m Q h h m c m Q查水和水蒸汽热力性质图表得 0.3MPa ，140C，2738.79kJ/kg250C，2967.88 kJ/kg0.4MPa, 150C，2752.00 kJ/kg250C，2964.50 kJ/kg采用插值法得到：0.35MPa 水蒸汽从138.89C到250C的焓变为：234.6 kJ/kg h kg h h Q m /16006.234/375400)/(1211由表得70C时水的比热2p c 为4.187C kg J/k （【1】《化200C粘度0.136mPa/s ，导热系数 1.076Cm W，比热容4.505C kg kJ/【3】得：194.45C时密度316193.1m kg ，粘度s 0.14m Pa 1 ，导热系数Cm W 0699.11；比热容C kg kJ c p/479.41588.00699.100014.044791111p r c P0.7MPa ，70.99C时水的物性参数：（【4】《化工原理》P525页） 70C密度977.83m kg，粘度0.406mPa/s ，导热系数0.668Cm W，比热容4.187C kg kJ/[4]80C密度971.83m kg ，粘度0.355mPa/s ，导热系数0.675Cm W，比热容4.195C kg kJ/[4]得：70.99C时密度3271.926m kg ，粘度s 0.383m Pa 2 ，导热系数Cm W 671.02；比热容C kg kJ c p/329.42393.2667.0000383.043292222rp c P3.初定换热器尺寸 ①已知传热量Q传热温差：89.687089.1387098.7102.17898.7125089.1382501121222121 t t T t t t t T T T ）（）（）（）（1212ln t t t t t m=114.95C（对错流、折流，要修正mt ，'mt mt t）1.567098.7189.138250011.0702507098.71R P 12211112t t T T R t T t t P t 有关，，与 然后查图求得0.1 t[5]（【5】《热交换原理与设计》P296）。
95.11495.1140.1' m t m t t C假定K=75）C W/(m2[6] （【6】《热交换原理与设计》P286），则212.09544m 95.114756.3375400mt K Q A②再估算管内流通截面： 假定sm u/5.81[7]，（【7】《化工原理》P199页）211110.03229m5.86193.1360016003600u m A③再算管子个数：)m 02.0d m 025.0d 2.525(4i 012，，因此由选定管子定，这里选i i d A d n 可得102.835202.00.0322944221idAn ，取n=105根④求管子长度：1.467448m 025.014.310512.09544Lo d n A ，取5.1L [8]，（【8】GB151-1999）由管子长度定管程数N=1 （1.5，2.0，3.0，6）？⑤估算壳体直径（内径）GB151-1999中规定的标准尺寸有：159、218、273、325、400、500、600、700、800、900、1000等。
所以将D 圆整到D 0=400mm ，取壁厚10mm ，则D i =380mm n=105根438.05.1iD L 在4~6之间，符合要求。
m m364163808238023i L b D D [9]，（【9】GB151 P25）⑥排管后得到实际管子数下的流通截面'1A ：0.0329710502.0414.3422'1N n d A i ⑦实际换热面积：11.5395)1.05.1(105025.014.3)1.0( L n d A o四、传热系数的计算 ①管内流体给热系数 流速8.324750.032976193.1360016003600'1111A m u雷诺数 753.925100014.06193.102.08.32471111i e d u R10000~20001 e R ，流体处于过渡流，对流传热系数i可先用湍流时的公式计算，然后把算得的结果乘以修正系数 [10]（【10】《化工原理》姚玉英 P250、P254） 计算给热系数3.01118.011118.1153.01118.01111i 023.0Re 1061023.0p i i p i i c u d d c u d d118.17120699.100014.0447900014.06193.18.3247502.002.00699.1023.01925.75310613.08.08.15i②管外流体给热系数 当量直径：A ．无折流板，流体平行于管子流动时0.02013025.0105025.0105380.02222 o o i nd nd D deB ．有折流板正三角形排列时oo d d t de224234这里换热管外径为25mm,故拉杆直径选16mm,管壳直径为400mm,根据GB151的规定，拉杆数为4[11]（【11】GB151 P77）。
02013.0025.014.3025.0414.3032.023*********oo d d t de管间流通截面： 无折流板时0.0917674]025.010538.0[14.3422222 o i nd D A有折流板时t d h D A o i 12 h ——折流板间距，为（0.5～1）D i ，取h=220mm0.018288032.0025.0122.0309.012t d h D A o i流速0.1480330.09176771.92636004532036002222A m u流速太小，需要加折流板。
0.742830.01828871.92636004532036002222A m u雷诺数36180.79000383.071.9260.7428302013.02222deu R e给热系数o：4712.82805.1393.2000383.071.9260.74283025.0025.0671.036.0Pr 36.014.03/155.014.03/1255.0222w o o o o u d d③总传热系数K89.385524712.8281025.002.0025.002.0118.1712025.0111o m i oo m o i o i i i o R d b R R d d b d d R d d K iR ——管内壁的污垢热阻，取4108598.0 [12]w/m 2C （【12】《化工原理》姚玉英 P385）oR ——管外壁的污垢热阻，取4107197.1 [13]w/m 2C （【13】《化工原理》姚玉英 P384） b ——管壁厚度0.005m——管材导热系数为47.27Cm W [14]（【13】《化工原理》姚玉英 P362）md ——管子平均直径0.022407)020.0/025.0ln(020.0025.0)/ln(i o i o md d d d d④传热面积10.1488295.114*6.3*89.38552375400m t K Q A 计符合要求计实 1.1410.1488211.5395AA五、阻力计算1．管内阻力损失114.12)302.05.1041.0(2)3(211211 u N N F u d l p p s t i i式中：——摩擦系数，对于0.0412.5250.046219 管子，，的管子，取F t ——结垢影响因数，对4.5.12.5251219 ttF F 管子，，的管子，取N p ——管程数 N s ——串联壳体数2．管间阻力损失①无折流板，流体沿轴线方向流动ps t o N N F u de lp 2)3(222式中： ——摩擦系数，0.04N p ——壳程数2u ——管间流体流速de——当量直径，oi o i oi o i nd D nd D d n D nd Dde222244②有折流板ss o B B c o o N F u D h N N n Ff p 225.3122式中：o c o ood n D h A A m u,360022F ——管子排列的校正因数，对三角形排列 F ＝0.5，正方形排列F ＝0.3，转置正方形F ＝0.4 o f ——阻力系数，228.025 e o R f n c ——直径处的管子数 N B ——折流板数 h —— 折流板间距 D —— 壳体内径 F s ——结垢影响因数，对于液体 F s ＝1.15 N s ——串联壳体数。