粘度 μ10-4 N·s/m2 o=9×
12626.26M3600.26?41?h??12626.50?10?3-3
=4.5×10 m) L?Nt3?260?3600258
Nr?2?19?13 3?2g18252?9.812?1/61/3?1/63=1024.6W/(m K) ?o?0.95??()?Nr?0.95?0.14?()?13?4?3??h9?10?4.5?10与假设值接近，不需重新假设冷凝给热系数。
六、管内给热系数
管截面积 A1?管内流速 u??4?di?2Nt?258??(20?10?3)2??0.020m2 444Wc18.65??0.94(m/s) ??A1994?0.020?i?4200(1.32?0.02t)?u0.8/di0.2?4200?(1.32?0.02?35)?0.940.8/200.2?4435(W/(m2?K))
七、传热核算
取水的污垢热阻为Rsi=3.44×10-4 m2 K/W 煤油污垢热阻为Rso=1.72×10-4 m2 K/W 管壁导热系数为λ=45 K) 则
K?1dodb?do1?Rsio??Rso??i?didi??dm?o125?10?3252.5?10?3?25?10?31比假定K值相?4?4?3.44?10???1.72?10?4435?20?10?32045?22.5?10?31024.6?523（W/(m2?K))?近，试差结束。
八、壳侧压力降
1）折流板计算
DS=Db+16=609+13=722mm 取DS=600mm
折流板选择为圆缺度为25%的圆缺型折流板。则圆缺高度为： H=0.25×600=150mm
取标准圆缺高度为mm
折流板板间距为B=0.3DS=0.3×600=180mm 取折流板板间距为200mm
折流板数NB=L/B-1=3000/200-1=14 2)用Kern's法计算压降 管子横截面积 As?t?d032?25?Ds?B??600?200?10?6?0.02625(m2) t3212626.26M2则壳侧质量流速 则Gs?O?3600?133.6(kg/(s?m))
AS0.02625 壳侧流体流速 us?GS?O?133.6?0.16(m/s) 825壳体当量直径 de?1.1021.102(t?0.917do)?(322?0.917?252)?19.8mm do25雷诺数Re?Gs?de?i133.6?19.8?10?3??2939.2 ?49?10查壳侧阻力因子图得jfo=5.9×10-2
2D??uL?Ss取???w，忽略粘度得影响，应用进口流速，其压降为式?PS?8jfo????()?0.14的50%。而 deB2?wDSL??us2??0.14?PS?8jfo????()deB2?w6003825?0.162
?8?5.9?10???19.8200?10?32?2265.6Pa则壳压降为1.14kPa
?2九、管侧压降计算
雷诺数Re?uidi?i?i0.94?20?10?3?994??25755
7.25?10?4查壳侧阻力因子图得jfi=3.6×10-3 管压降
????u2L??m?Pt?NP?8jfi??()?2.5??di?w??23994?0.942 ?3?4?(8?3.6?10??2.5)?20*10?32?11980Pa?12kPa
十、裕度计算
Q778.62?103所需换热面积 F0???46.5m2
K?tm523?32实际换热器面积 面积裕度H?F1??d0?L?(Nt?Nr)?3.14?25?10?3?(3?0.06)?(258?29)?52.85m2
F1?F052.85?46.5?100%??100%?13.7% F046.5传热面积裕度合适，该换热器能够生产任务。
十一、冬季因素考虑
考虑到冬天冷水进口温度降低，假设进口温度为10°C，则以上所需实际换热面积更改。 1.热流量
m0=10×104×103/(330×24)=12626.26(kg/h)
Q0= m0CoΔto=12626.26×2.22×(140-40) =2.8×106 kJ/h=778.62(kw) 2.平均传热温差
?t?C) m=(Δt1-Δt2 )/ ln(Δt1/Δt2) =[(140-40 ) -(40-10 )]/ ln[(140-40 )/ (40-10 )] =58(°其中Δt1=T1-t2，Δt2=T2-t1。 3. 水用量-
Wi =Q0/(C iΔti)=2.8×106/[4.174×(40-10)]=22361/h=7.29kg/s 平均温差R?T1?T2140?40==3.333 40?10t2?t1t2?t140?10==0.231 T1?t1140?10 P?选择卧式冷凝器，冷凝在壳程，为一壳程四管程，查图11可得??t=0.87。
?=58×0.82=50.6°?tm???t??tmC
管子规格?25?2.5，L=3m。 管束排列方式：正三角形排列。
一壳程四管程三角形管束排列方式K1?0.175，n1?2.285。 据之前计算知K=523W/(m2 K)，则所需换热面积为
QO778.62?103A???29.4m2
K??tm523?50.6而换热器实际面积为SP=52.85m2
则其面积裕度为：H?F1?F052.85?29.4?100%??100%?79.8% F029.4面积裕度过大。因此考虑夏冬季得差异，取水的进口平均温度为20°C进行计算。计算如下。
（一）确定物性数据
定性温度:可取流体进口温度的平均值。 壳程煤油的定性温度为 T1=140°C，T2=40°C，t1=20°C，t2=30°C T=(140+40)/2=90(°C) 管程水的定性温度为 t=(20+30)/2=25(°C)
已知壳程和管程流体的有关物性数据 煤油90°C下的有关物性数据如下:
密度 ρo=800 kg/m3 定压比热容 Co=2.22 kJ/（kg·k） 导热系数 λo=0.140 W/(m·k) 粘度 μ10-4 N·s/m2 o=7.15×水25°C的有关物性数据如下:
密度 ρi =997 kg/m3 定压比热容 C i =4.174 kJ/（kg·k） 导热系数 λi =0.609 W/(m·k) 粘度 μ10-4 N·s/m2 i =9.3×(三).计算总传热系数 1.热流量
m0=10×104×103/(330×24)=12626.26(kg/h) Q0= m0CoΔto=12626.26×2.22×(140-40) =2.8×106 kJ/h=778.62(kw) 2.平均传热温差
?t?C) m=(Δt1-Δt2 )/ ln(Δt1/Δt2) =[(140-30 ) -(40-20)]/ ln[(140-30 )/ (40-20 )] =52.8(°其中Δt1=T1-t2，Δt2=T2-t1。 平均温差R?T1?T2140?40==10 30?20t2?t1t2?t130?20==0.083 T1?t1140?20 P?选择卧式冷凝器，冷凝在壳程，为一壳程四管程，查图11可得??t=0.83。
?=52.8×0.83=43.8°?tm???t??tmC
3. 水用量
Wi =Q0/(C iΔti)=2.8×106/[4.174×(30-20)]=67081.9kg/h=18.64kg/s 管子规格?25?2.5，L=3m。 管束排列方式：正三角形排列。
一壳程四管程三角形管束排列方式K1?0.175，n1?2.285。 （四）.传热面积初值计算 取总传热系数K=500W/(m2 C) °
Q778.62?103F???35.6m2
K?tm500?43.8?3一管子面积 F1??diL???20?10?3=0.1884m2
管子数 Nt?F35.6??190 F10.1884管子中心距 t?1.25do=1.25×25=31.25mm，取t=32mm
Nn1902.285管束直径 Db?d0?(t)1?25?()?531mm
K10.175中心一行管束 Nr?11Db531??16 t32（五） .管侧传热系数
估计壳体壁温Tw
假设冷凝给热系数为1000W/(m2 K)。 平均温差：
壳程平均温度：T=(140+40)/2=90(°C) 管程平均温度：t=(20+30)/2=25(°C) 则（90-Tw ） 1000=（90-25）×500 得：Tw =57.5°C 平均冷凝温度Tcm?90?57.5?73.8°C 273.8°C时煤油物性：
密度 ρo=825 kg/m3 定压比热容 Co=2.22 kJ/（kg·k） 导热系数 λo=0.140 W/(m·k) 粘度 μ10-4 N·s/m2 o=9.4×
12626.26M3600.26?4.501?10?3?h??12626 ?6.2?10?3 m) L?Nt3?260?36003?190
2Nr??16?10
3?2g18252?9.812?1/61/3?1/63W/(m K) ?o?0.95??()?Nr?0.95?0.14?()?10?948.1?4?3??h9.4?10?6.2?10与假设值接近，不需重新假设冷凝给热系数。