项目 原 始 数 据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 煤油进口温度 煤油出口温度 冷却水进口温度 冷却水出口温度 煤油流量 煤油的定性温度 煤油比热 煤油密度 煤油黏度 煤油导热系数 煤油普兰特数 水的定性温度 水的比热 水的密度 水的导热系数 水的粘度 水的普兰特数 热损失系数 传热量 冷却水量 逆流时的对数 平均温差
备注
10t/h
Δ t max=140℃ Δ t min=40 ℃
以外径为准
6.5
ntπ dl
6 136 4 33.3 66.7
0.224 0.473 Dg=DL+2b3 b3=0.25d=6.25mm,且<8mm.故 Dg=0.489m l/Dg D2=1.13√(M2/ρ *ω ) 按钢管标准取值 Re2=ω 2ρ 2d1/μ 2 α 2=λ 2/di*0.023*Re2 选定 h=0.25Ds
℃ W/(m2·℃) 2 m mm m/s m2 根 m mm mm mm mm mm
估 算 传 热 面 积 及 传 热 面 结 构
a nt
F
″
根 根 2 m 2 m
面 结 构
39
管束中心至最外层管中心距离 40 管束外缘直径 41 壳体内径 42 长径比 管 程 计 算 43 管程接管直径 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 管程雷诺数 管程换热系数 折流板形式 折流板缺口高度 折流板的圆心角 折流板间距 折流板数目 折流板上管孔数 折流板上管孔直径 通过折流板上管子数 折流板缺口处管数 折流板直径 折流板缺口面积
t m2 c p2
ρ 2 λ 2 μ 2 Pr2 η L Q M2 Δ t 1m.c P R ψ Δ tm K′ ′ F ω2 At n l s lE sp sn
传 热 量 及 平 均 温 差
22 参数P及R 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 温差修正系数 有效平均温差 初选传热系数 估算传热面积 管子的材料及规格 管程内水的流速 管程所需的流通截面 每程管数 每根管长 管子的排列方式 管中心距 分程隔板槽处管中心距 平行于流向的管距 垂直于流向的管距 拉杆直径 做草图 作图结果所得数据 六边形层数 一台管子数 39 一台拉杆数 一台传热面积 二台传热面积
0.8
0.5 13 117.5446029 合理 120
*Pr2
0.4
（0.2~0.1）*Ds 4500/250-1
Awg=Ds /(4(0.5θ -(1-2h/Ds)sin(θ /2)) Fc=1/π *(π +2*（（Ds-2h）*DL）*sin （arccos（（Ds-2h）/DL））2*arccos((Ds-2h)/DL)) Awt=π do /8*nt(1-Fc) Ab=Awg-Awt Ac=lS(Ds-DL+(DL-do)/s*(s-do) As=√（Ab*Ac） D1=√(4As/π )取标准规格 Nsw=0.8*h/sp 选取 Fbp=（Ds-DL+1/2NElE）ls/Ac Atb=π do(dH-do)*0.5*(1+Fc)nt Asb=Ds(Ds-Db)/2(π -arccos(1-2h/Ds)) Re1=M1do/μ 1Ac
符号
t1 t 1″ t 2′ t 2″
M1
′
t ℃ ℃ kg/s ℃ KJ/(kg·℃) kg/m kg/(m·s) W/(m·℃) ℃ KJ/(kg·℃) kg/m2 kg/(m·s) W/(m·℃) kw kg/s ℃
2
流 体 的 物 性 参 数
DL Dg
m m m
D2 Re2 α 2 h ls Nb dH
mm
2
W/（m ·℃） m 度 m 块 个 m 根 根 m m
2
Db Awg Fc Awt Ab Ac As D1 Nc Ncw NE Nss Fbp Atb Asb Re1 jH jc j1 jb jo Gs
57 错流区内管数占总管数的百分数 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 缺口处管子所占面积 流体在缺口处流通面积 流体在两折流板间错流流通截面积 壳程流通截面积 壳程接管直径 错流区管排数 每一缺口内的有效错流管排数 旁流通道数 旁通挡板数 错流面积中旁流面积所占分数 一快折流板上管子和管孔间泄露面积 折流板外缘与壳体内壁之间泄露面积 壳程雷诺数 理想管束传热因子 折流板缺口校正因子 折流板泄露校正因子 旁通校正因子 壳程传热因子 壳程质量流速 壳侧壁面温度 壁温下煤油黏度 壳侧换热系数
203
jo=jHjcjljb Gs=M1/As 假定 查物性表 α 1=joGsc pPr-2/3(μ /μ w)0.14
查相关资料 查相关资料 K=(1/α 1+rs,1+ra,2*do/di+do/α 2/di)-1 F=Q/KΔ t m
t w1=t m1-K(1/α o+rs,1)Δ t m
0.00034 0.00017 略 114 72 1.8752 32.70
较大 相差0.4℃
壳 程 结 构 及 壳 程 计 算
m2 2 m m2 2 m mm 排 排 对 m m2
2
tw
μ w1 α 1
kg/(m2·s) ℃ kg/(m·s) W/(m2·℃)
需 要 的 传 热 面 积
80 81 82 83 84 85 86
水垢热阻 煤油污垢热阻 管壁热阻 传热系数 传热面积 传热面积之比 检验壳侧壁温
′* ′ ′
数值 140 40 26 40 2.78 90 2.33 744 6.045E-04 0.1028 1.370E-02 33 4.187 1000 0.621 7.25E-04 4.89E-03 0.98 634.28 10.82 79.82 0.123 7.143 0.972 77.6 230 35.54 Φ 12*1.5 1 0.01082 34 6.843284026 等边三角形 32 44 27.7 16 16
2
2
27586 303 弓形 0.125 120 0.25 17 116 0.0254 112 24 0.4955 0.038387 0.36 0.021 0.017 0.062 0.0325 0.20348418 8 3.6 1 3 0.197 0.0029 0.002356 1851 0.011 1.01 0.74 0.94 0.0077 85 40 0.00108 248
rs,2 rs,1 K F F /F
″ ′
(m ·℃)/W (m2·℃)/W W/(m2·℃) 2 m ℃
2
t w1
计算公式或数据来源 由题意 由题意 由题意 由题意 由题意 (t 1 +t 1 )/2 查物性表 查物性表 查物性表 查物性表 Pr1=μ 1c p1/λ 1 (t 2′+t 2″)/2 查物性表 查物性表 查物性表 查物性表 Pr2=μ 2c p2/λ 2 取用 ′ ″ Q=m1c p1(t1 -t1 )η L M2=Q/c p2(t2″-t2′) Δ t 1m·c=(Δ t max-Δ t min)/In(Δ t max-Δ t min) P=(t 2″-t 2′)/(t 1′-t 2′) R=(t 1′-t 1″)/(t 2″-t 2′) 取得 Δ t m=ψ Δ t 1m·c 查参考资料 F′=Q/(K Δ t m) 选用碳钢无缝钢管 选用 At=M2/(ρ 2*ω 2) n=4At/(π di2) l=F′/nZtπ do取标准长 选 选取 选取 sp=scos30° sn=ssin30°