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2.2.2.4 初算出所需的传热面积A'
A?'℃
2QK估?tm'?3332.1?10180?91.43?202.5m；
K估考虑到所用传热计算式的准确程度及其他未可预料的因素，应使所选用的换热器具有换热面积A0留有裕度10%-25%，故有
A?1.2A?1.2*202.5?243m'2=180W/
，根据A查选型手册，可选换热器
（㎡﹒℃）
A?202.5m'2的型式为：BES-2.5-85-6/25-4-Ⅱ，且为达到所需换热面积，应采用三台同类换热器串联。
所选浮头式换热器的规格参数以及其工艺计算常用参数可参考表2-3与表2-4（附第二章后）。 2.2.3 总传热系数K的校验
管壳式换热换热器面积是以传热管外表面为基准，则在利用关联式计算总传热系数也应以管外表面积为基准，因此总传热系数K的计算公式如下：
A?243m2
1K?1αO?Rso?bdoλwdm?Rsido
? diαidi
do式中：K——总传热系数，W/（㎡﹒K）；
αi、αO——分别为管程和壳程流体的传热膜系数，W/ （㎡﹒K）；
Rsi、Rso——分别为管程和壳程的污垢热阻，㎡2K/w；
di、do、dm——分别是传热管内径、外径及平均直径， m；
λw——传热管壁材料导热系数，W/（㎡﹒K）； b——传热管壁厚，m。 2.2.3.1管程流体传热膜系数αi 其计算过程如下：
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4mc26.5805?0.0148 ui??c?di2??2.22m/s；
Re?diui?i?i?0.02?2.22?8058.1?10?3?4413，可知流体处于过渡
流状态； Pr?cpi?i?3.165?10?8.1?100.1403?3?i?183；
当流体在管内流动为过渡流的时候，对流传热系数可先按
湍流的公式计算，然后把计算结果乘以校正系数?，即可得到ui?2.22m/s过渡流下的对流传热膜系数。 先计算校正系数?：
6?10Re1.85
??1??1?6?1044135Re?4413
1.8?0.835；
Pr?183
而湍流情况下的?i'计算如下：
由于?i?2?a，故原油为高黏度的流体，故应用Sieder-Tate 关联式：
?i'?0.027?idiRe0.8
Pr1/3(?i/?w)0.14
工程上，当液体被加热时，取(?i/?w)0.14?1.05，当液体被 冷却时，取(?i/?w)有
?i?0.027?'0.14?0.95，而管程流体原油是被加热的，则
??0.835
0.1400.02?44130.8?1831/3?1.05?928 W/（㎡﹒K）；
故管内流体传热膜系数?i为：
?i????0.835?928?775W/（㎡﹒K）； 2.2.3.2 壳程流体传热膜系数αO： 其计算过程如下：
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换热器内需装弓形折流板，根据GB151-1999可知，折流板 最小的间距一般不小于圆筒内直径的1/5，且不小于50mm，故 根据浮头式换热器折流板间距的系列标准，可取折流板间距
lb?300mm。
'?i?928W/
因为壳体选择为卷制圆筒，根据GB150-1999可知壳体内（㎡﹒K） 径Di?DN?600mm。
?i?775W/
管间流速uo是根据流体流过管间最大截面积As计算：（㎡﹒K）
As?lbDi(1?dopt
)
其中：do——管外径，即25㎜，
pt——为换热管中心距，此时选择换热管在管板上的排列 方式为正方形排列，因为这样便于机械清洗，查GB151-1999得
pt?32mmlb?300mm。
0.0250.032)?0.0393m2
； ；
Di?600mmAS?0.3?0.6?(1?uo?mh?hAs?6.44918?0.0393?0.178m/s
当换热管呈正方形排列时，其当量直径de为
de?1.27pdo2t?do?1.27?0.0320.0252
?0.025?0.027；同时：
do?25mm
Re?deuo?o?ocp?o??0.027?0.178?9180.92?103?3?4800；
pt?32mm
Pr?2.587?10?0.92?100.114?3?o?20.9；
AS?0.0393m2故可用Kern法求?o，即：
uo?0.178m/s
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?ode?o?0.36?0.36?Re0.55Pr1/3(?i/?w)?20.90.14
0.1140.027?48000.551/3?0.95 ；
de?0.027?420.8W/m?K
?i与?o都已经算出，而dm?b?2.5mmdi?do2?20?252?22.5mm，
Re?4800 Pr?20.9，Rsi?Rso?0.52?10?3m2?K/W，同时查钢管壁热导
率为?w?46.9W/m?K，则有
K?11bdod0did0
?o?420.8?Rso??Rsi?W/（㎡﹒K）
1?o?1420.8?wdm?idi0.0250.020.025775?0.02?0.52?10?3?0.0025?0.02546.9?0.0225故
dm?22.5mm?0.52?10?3??
b?2.5mm?191.6W/m?K
?KK估?191.6180?1.06，合适。
Rsi?0.52?102.2.4 校核平均温差
与平均温差有关参数的计算如下：
R?热流体的温降冷流体的温升?Thi?ThoTco?Tci??300?100101?69?6.25;m22K/W
Rso?0.52?10? m22K/W
?w?46.9W
P?冷流体的温升两流体最初温差Tco?TciThi?Tci?101?69300?69?0.139；
/m2K
K?191.6根据R、P值，查温度校正系数图可得温度校正系数
??0.86?0.8，因此有效平均温度差为：
?tm????tm?0.86?91.4?78.6'W
/m2K
K?1.06
℃ 。
2.2.5 校核换热面积： 实际传热面积：
A?'0QK??tm?3332.1191.6?78.6?216.2m2；
K估
校核：
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A?A0A0''?85?3?216.2216.2?100%?18%?(15%?25%)；
R?6.25
为了保证换热器的可靠性，一般应使换热器的面积裕度大于 或等于15%--25%，由上可知所选换热器面积满足要求。
P?0.139
2.3 压力降的计算
流体流经换热器因流动引起的压力降，可按管程压降和壳程压降分别计算。 2.3.1 管程压力降?pi
管程压力降有三部分组成，可按下式进行计算：
?pi?(?pL??pr)FtNpNs??pnNs
??0.86℃
?tm?78.6
A0?216.2m'2其中：?pL——流体流过直管因摩擦阻力引起的压力降，Pa；
?pr——流体流经回弯管中因摩擦阻力引起的压力降， Pa；
?pn——流体流经管箱进出口的压力降，Pa；
Ft——结构校正因数，无因次，对?25?2.5mm的管子，取为1.4；对?19?2mm的管子，取为1.5；
Np——管程数； Ns——串联的壳程数。
其中，?pL、?pr、?pn的计算式如下：
?pL??ilidi(A?A0A'0'?18%
?iui22)；?pr?3(?iui22)；?pn?1.5(?iui22)；
式中：ui——管内流速，m/s；di——管内径，m；l— —管长，m；?i——摩擦系数，无量纲，可由下式求取；?i—
—管内流体密度，kg/m。
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