uo?Vs27000??0.412m/s Ao3600?810?0.0225douo?Reo???0.025?0.412?810?27810?5000.0003
fo?5.0Re?0.228?5.0?27810?0.228?0.485所以
2810?0.412?p1'?Ffonc(NB?1)?0.4?0.485?10(29?1)?4001Pa2222?u2h2?0.15996?0.412'?p2?NB(3.5?)o?29(3.5?)?6741Pa D20.42''?p?(?p??p)?1.15?1?12353Pa?o12)FsNs?(4001?67412?uo计算表明，管程和壳程压强降都满足题设的要求。 3）核算总传热系数
① 管程对流传热系数?i
Rei?43675(湍流)
4.17?103?0.0008Pri???5.42
?0.615cp??i?0.023
?diRei0.8Pri0.4?0.0230.615(43675)0.8(5.42)0.4?7167W/(m2??C)0.02② 壳程对流传热系数??
取换热器列管之中心距t?35mm。则流体通过管间最大截面积为
Amax?hD(1?u??d?25)?0.15?0.4(1?)?0.0171m2 t35Vs27000??0.541m/s Amax3600?810?0.01714(t2??de?4?d?d?2)4(0.0352???4??0.025?0.0252)?0.0374m
6
Re??deu???cp??0.0374?0.541?996?67175
0.00031.93?103?0.0003Pr????4.79
?0.121壳程中甲苯被冷却，取(?0.14)?0.95。所以 ?W1??0.140.1210.553???0.36()RePr()?0.36?()671750.554.791/3?0.95?842.7W/(m2??C)de?w0.0374
③ 污垢热阻
Rsi?0.00021m2??C/W,Roi?0.0001m2??C/W
④ 总传热系数K?
管壁热阻可忽略时，总传热系数K?为
Ko?
1dd1?Rso?Rsio?o?odi?idi?112525?0.0001?0.00021?842.7207167?20?581.2W/(m2??C)安全系数为：
K??K需58.12?50.35?10%0??10%0?15.43 %K需50.35结果讨论：安全系数为15.43%在15%～25%之内符合换热器设计要求，管程压降
和壳程压降都小于101.33kPa符合题设要求。
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四、结果列表
表2、设计数据结果一览表
换热器型号 管子尺寸，mm 管长，m 管子总数 管列排列形式 公称面积，m2 参数 F400IV–2.5–24 ?25?2.5 台数 壳程数 管程数 材质 公称压强，MPa 管程 33324 25/40 996 4.17 0.0008 0.121 0.00021 1.754 579000 48.93 580.2 15.32 1 1 4 碳钢 2.5 壳程 27000 105/65 810 1.93 0.0003 0.615 0.0001 0.412 4.5 68 正方形斜转45° 24 流量，kg/h 进/出口温度，oC 密度，kg/m3 热容，kJ/(kg?oC) 粘度，Pa?s 导热系数，W/(m·℃) 污垢热阻，m2·℃/W 流速，m/s 传热量，w 传热温差，oC 传热系数，W/(m2·℃) 安全系数%
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五、换热器结构和流程示意图
9
管列排列形式为正方形斜转45°
六、相关附图 1图
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七、符号说明
英文字母
A——流通面积，m2；
C； T——热流体温度，o
u——流速，m/s；
cp——定压比热容，kJ/（kg?°C）； d——管径，m；
W——质量流速，kg/s；
希腊字母
?——对流传热系数，W/(m2?°C)；
D——换热器壳径，m； ?——有限差值； h——折流板间距，m；
?——粗糙度；
K——总传热系数，w/(m2·
℃
)； ?——粘度，Pa?s；
L——长度，m；
?——导热系数，W/(m?°C)；
n——管数；
?——摩擦系数；
?——密度，kg/m3；
Np——管程数；
??t——温差校正系数；
Ns——壳程数；
下标
p——压强，Pa；
c——冷流体； Q——传热速率或热负荷，W；
e——当量； h——热流体； R——热阻，m2?oC/W； i——管内； S——传热面积，m2； o——管外； s——污垢； t——冷流体温度，o
C； ?t——温差；
t——管心距，m；
参考书目
夏清等.化工原理（上册）.天津：天津大学出版社，2005
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