Cpb : 管内流体比定压热容，J/(kg K)
b：管内流体热导率， W /(m K )
Re >104, 0.6<Pr<160, LBC/di>50时：
i
0.023
i
di
Re 0.8
P 0.4 r
15
(3)壳程冷凝表面传热系数或壳程无相变表面传热系数
的计算αO 纯蒸汽冷凝（竖管）：
ao
1.88Re
传热膜系数
鼓泡流、块状流、环状流（避免雾状流）
18
设计思路：一般xe＜25% 控制在第二区：饱和泡核沸腾和两相对流传热
双机理模型：同时考虑两相对流传热机理和饱和泡
核沸腾传热机理。 V tP anb
αv ：管内沸腾表面传热系数 αt p: 两相对流表面传热系数 P94-95 αn b: 泡核沸腾表面传热系数 式（3-69) a: 泡核沸腾压抑因数 式（3-70)
：蒸发段两相平均密度,kg / m3 tp
5
内置式再沸器：
▲结构简单。 传热面积小， 传热效果不理想。
6
二、 立式热虹吸 式再沸器管内流 体的受热分析
釜内液位与再沸 器上管板平齐
管内分两段： LBC——显热段 LCD——蒸发段
7
I ——单相对流传热； II ——两相对流和饱和泡核沸
腾传热； III ——块状流沸腾传热；
IV ——环状流沸腾传热； V ——雾状流沸腾传热。
选定传热管规格、单程管长、管子排列方式
计算管数，壳径，接管尺寸
管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5、φ25×2、φ19×2 ，
参见p61表3-2
管长L：2000、3000、4500、6000mm等
12
计算传热管数目（取整数）：
NT
A估
d 0 L
正三角形排列： b 1.1 NT
壳径DS
或加热介质入口温度
t m
(Td
tb ) (Tb ln Td tb
tb )
Tb tb
Tb：混合蒸汽泡点(壳程)
或加热介质出口温度
tb：釜液泡点
11
3. 假定总传热系数K
查表3-15（设计p.91）或手册
有机液体-水蒸汽
570-1140 W/（m2·K）
4. 估算传热面积
A估
QR K tm
5.工艺结构设计
再沸器工艺设计
一. 再沸器的类型和选择 立式： 立式热虹吸式
立式强制循环式 卧式：卧式热虹吸式
卧式强制循环式 釜式再沸器 内置式再沸器
1
立式热虹吸：
▲循环推动力：釜液 和换热器传热管气 液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面 积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗， 不适宜高粘度或较 脏的传热介质。
▲塔釜提供气液分离 空间和缓冲区。
图１ 管内沸腾传热的流动流型 及其表面传热系数
传热膜系数
8
三.立式热虹吸式再沸器设计条件
流体 管程—塔内釜液：蒸发量； 温度；压力 壳程—加热蒸汽：冷凝量（热衡 算）；温度；压力 —加热流体：流体流量、 进出口温度
物性参数确定 蒸汽压曲线斜率的确定
9
四.设计步骤 估算传热面积：根据热负荷、两侧流体温度变化， 进行再沸器的工艺结构设计 核算热流量：假设再沸器的出口气含率xe 计算釜液循环过程的推动力和流动阻力→核算出口
2
卧式热虹吸式：
▲循环推动力：釜 液和换热器传热管 外气液混合物的密 度差。 ▲占地面积大，传 热系数中等，维护、 清理方便。 ▲塔釜提供气液分 离空间和缓冲区。
3
强制循环式：
▲适于高粘度、 热敏性物料， 固体悬浮液和 长显热段和低 蒸发比的高阻 力系统。
4
釜式再沸器：
▲可靠性高， 维护、清理方便。 ▲传热系数小， 壳体容积大， 占地面积大， 造价高， 易结垢。
Wt
Db xe
Db:釜液蒸发质量流量，kg/s Wt:釜液循环质量流量，kg/s
（2) 计算显热段管内表面传热系数αi
G Wt si
si
4
di2 NT
si:管内流通截面积，m2 di:传热管内径，m NT:传热管数
14
管内Re和Pr数：
Re diG
b
Pr
C Pb b b
GW si
b : 管内流体粘度， Pa s
RO
1
0
管外和和管内污垢热阻Ro、Ri-- p74，表3-9或其它资料 管壁热阻Rw=b/λm 金属壁
17
６.2蒸发段传热系数KE计算
图１ 管内沸腾传热的流动 流型及其表面传热系数
I ——单相对流传热； II ——两相对流和饱和泡 核沸腾传热； III ——块状流沸腾传热； IV ——环状流沸腾传热； V ——雾状流沸腾传热。
DS t(b 1) (2 ~ 3)d0
计算出的Ds应取整。卷制壳体内径以400mm为基数， 以100mm为进档级。
L/DS应合理—约4~6，不合理时要调整 最大接管尺寸，参照p92页表3-16
13
６.传热能力核算
６.1显热段总传热系数的计算KL (1) 设传热管出口处气含率xe （＜25%），计算循环量
1/
3
2 g3 2
1/
3
Re 4M
Mபைடு நூலகம்m
d0 NT
无相变冷却：
m:蒸汽冷凝液质量流量，kg/s Q:冷凝热流量，W c:蒸汽冷凝热，kJ/kg
适用于：4M 2100
0
0.36
o
de
Re 0.55
Pr 1/ 3
16
(4) 计算显热段总传热系数KL
KL
d0
idi
Ri
d0 di
1 Rw
d0 dm
气含率xe
10
（一）估算设备尺寸
1.计算传热速率（不计热损）：物流相变热，kJ/kg,
QR Vb b
V:相变质量流量，kg/s,
QR Vc c (或mcPt)
2. 计算传热温差
tm T tb
b-boiling, c-condensation
T：壳程水蒸气冷凝温度 Td：混合蒸汽露点(壳程)
K
1
E
d 0
R
d 0
R
d 0
R
1
d id
wd
O
Vi
i
m
0
19
６.3 显热段及蒸发段长度
LBC
t p
s
L
t p
s
di NT KLtm CPwL LWt
t p
：沸腾物系蒸汽压曲线
s
斜率
P97 表3-18查取 根据饱和蒸汽压和温度关系计算
20
６.4 计算平均传热系数KC
KC
KL LBC
KE LCD L
６.5 面积裕度核算
应30%，若不合适要进行调整
AC
QR KC tm
H A实 AC 100 %
AC
21
7.循环流量的校核
（1）计算循环推动力△PD ，Ｐa 液体气化后产生密度差为推动力（p.97-98）
PD [LCD (b tp ) lt p ]g
L ：蒸发段高度,m CD
：釜液密度,kg / m3 b
