3.2 管程数和传热管数
单程传热管数为 N?qv?4?3.43?10/(3600?997)0.785?0.02?0.823?38
diui2所需传热管总长度为 L?s估?doN?Ll74.83.14?0.025?38?25.16?4
?25.1(m)
取传热管长l?6m，则管程数 Np?传热管总跟数 n?38?4?152 3.3 平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数如下：
P?t2?t1T1?t1?40?30160?30?0.077 R?T1?T2t2?t1?160?4040?30?12
按单壳程四管程结构查表得
??t?0.95
- 6 -
图2 校正系数图
'??0.95?44.3?42(C)平均传热温差?tm???t?tm
因为??t?0.95?0.8，故采用单壳程。 3.4 传热管排列和分程方法
每程内传热管按正三角形排列，隔板两侧分程采用正方形排列。 取管心距 Pt?1.25do?1.25?25?32(mm) 隔板中心到离其最近的一排传热管中心距离
Z?Pt2?6?322?6?22(mm)
各程相邻管心距为44mm。 图2 三角形排列
- 7 -
3.5 壳体直径
采用四管程结构，取管板利用率??0.75，则壳体直径
D?1.05Ptn/??1.05?32?152/0.75?478(mm)
按卷制壳体的进级档取D?500mm。 3.6折流板
采用弓形折流板，切去圆缺高度
h?0.25?400?100(mm)
折流板间距 B?0.8D?0.8?500?400(mm) 圆整取 D?400mm。 折流板数目 NB?3.7接管
壳程流体进出口接管 取接管内气体流速u1?8m/s，则接管内径
D1?4qv?4?7600/(3600?4.063)3.14?8?288(mm)lB?1?6000150?1?14 图3 弓形折流板
?u1 圆整取D1?300mm。
管程流体进出口接管 取接管内液体流速u2?1m/s，则接管内径
D2?4qv?4?3.43?10/(3600?997)3.14?13?u2?0.109?100mm
初步选定卧式固定管板式换热器的规格如下：
公称直径D????????????500mm 管程数Np????????????4 管数n??????????????5 管长L??????????????6m
管子直径?????????????Φ25?2.5mm 管子排列方式???????????正三角形
- 8 -
四、换热器核算
4.1传热面积校核
管程传热膜系数 ??0.023?dRePr0.80.4
1524?0.012m2管程流体流通截面积 Si?0.785?0.022?3
管程流体流速和雷诺数 ui?d?u0.02?997?0.875?10cp??53.43?10/(3600?997)0.012?0.8(m/s)
Re????21173
普朗特数 Pr??i?0.023??0.620.02?4.174?10?75?100.620.83?5?5.0
?21173?5.00.4?3920
4.2 壳程传热膜系数
?d'e ??0.36Re0.55Pr1/3(??w)0.14
传热管按正三角形排列时传热当量直径
4(de?'32Pt?2?4do)?24?(32?0.0322?do43.14?0.025?3.14?0.025)?0.02(m)2
壳程流通截面积 So?BD(1?壳程流体流速和雷诺数 uo?Re?d?u?doPt)?400?500?(1?2532)?0.044(m)
27600/(3600?4.063)0.044?11.81(m/s)
0.02?4.063?11.810.874?10?50??109803
普朗特数 Pr?cp???1.57?10?0.874?100.01283?5?1.07
- 9 -
黏度校正取(??w)0.14?0.95
0.55?0?0.36?0.01280.02?109803?1.071/3?0.95?133
4.3 污垢热阻和管壁热导率
污垢热阻往往对换热器的操作有很大影响，需要采取措施防止或减少污垢的积累或定期清洗。
表4-1污垢热阻Rd的大致范围
流体 污垢热阻流体 污垢热阻Rd/(m2·℃·kw-1） Rd/(m2·℃·kw-1） 水（u<1m/s,t<47℃) 水蒸汽 蒸馏水 0.09 优质－不含油 0.052 海水 0.09 劣质－不含油 0.09 清洁的水 0.21 往复机排出液体 0.176 未处理的凉水塔用水 0.58 处理过的盐水 0.264 已处理的凉水塔用水 0.26 有机物 0.176 已处理的锅炉用水 0.26 燃料油 1.056 硬水、井水 0.58 焦油 1.76 水蒸汽 气体 优质－不含油 0.052 空气 0.26～0.53 劣质－不含油 0.09 溶剂蒸汽 0.14 查得管内侧污垢热阻Ri?0.00058m2??C/W，管外侧热阻R0?0.000176m2??C/W。管壁厚度b?0.0025m，碳钢在该条件下的热导率??50W/(m??C)。 4.4 总传热系数
0.025?0.0202dm??0.0225(m)
K?11?o?11126?Ro?bdo?dm?Ridodi?1do?idi10.0250.02250.0250.020139200.0250.020?0.000176??0.002550
??0.00058????114(m?C)/W- 10 -