沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
雷诺准数：
Re?di?wi?? （2-8）
?
式中：?——75%H2、N2精制气的粘度，??0.00011Pa.s di——换热管内径，di?0.02m R0.02?0.0179?1202.1e?0.00011?3912
普兰德准数：
Pr?Cp???
式中：?——75%H2、N2精制气的导热系数，??0.153W(m.K)
P?0.00011r?181.1790.153?1.37
换热器管程传热系数：
??0.8i?0.023di(Re)(Pr)0.4
?i?0.023?0.153.02?(3912)0.8(1.37)0.40
?——75%H2、N2精制气的导热系数，??0.153W(m.K)
11
（2-9）
2-10）
（ 沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
di——换热管内径，di?0.02m
2.5.7 计算壳程流速、管外传热系数
壳程当量直径：
dD2?n?d2ioe?D?d i?no
式中：Di——壳体内径，Di?1.2m
do——换热管外径，do?0.025m
n ——换热管数量，n?490
d?1.22?490?0.0252e1.2?490?0.025?0.0032m
流体横过管束时的流通面积：
F1?hDi(1?dot)(2-12)
式中：h ——折流板间距，h?0.37m t——换热管间距 ， t=0.05m
F?0.37?1.2(1?0.02510.05)?0.222m2
折流板的切除高度：
H?D?isin2(4)??Di 12
2-11）2-13） （
（
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式中：?——折流板切口率（或缺口尺寸），??0.25
H?0.25?1.2?0.3m
?—弓形区扇角，??4arcsin(?0.5)?4arcsin(0.250.5)?120??2.09rad
折流板的弦长：
b?0.4?sin(
弓形面积：
120)?0.346 2b?Disin() (2-14)
2?1Di FS?()2??22
b(Di?H)2 （2-15） 2式中：H——折流板的切除高度，H=0.3m
1.20.346?(?0.1)11.222Fs??()?2.09??0.0245m2 222
管子截面积与壳体截面积之比：
正方形排列： ??0.785?(
do2) (2-16) t 13
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??0.785?(
0.0252)?0.479 0.032圆缺区内的流通面积：
F2?FS(1??) (2-17)
F2?0.0245?(1?0.479)?0.012m82 几何平均流通面积： F m?F1?F2
Fm?0.0175?0.0128?0.01497
单位面积的质量流量：
GWsm?3600Fm
式中：Ws——壳程气体流量，Ws?43900kgh
G2m?439003600?0.01497?814.59kg(m.s)
雷诺准数：Re?d0?Gm??0.025?814.590.00011?147033.33
式中：?——75%H2、N2混合气的粘度，??0.00017Pa?s
14
(2-18)
2-20）
(2-19) （
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Pr?普兰德准：
Cp.???1009.4?0.00017?7.15 （2-21）
0.024
根据文献[4]假设粘度比： (??w)0.14?1.05
?0.61/30.14)(P?r)?w( / 壳程给热系数： ?o?1.72de0.6(Re ) (2-22)
do式中：?——75%H2、N2混合气的导热系数，??0.024W(m.K)
0.025?0.06940.6(147033.33)0.6(7.15)13(1.05)0.14?2234.55W(m.K)0.025?0?1.72?
2.5.8 计算总传热膜系数
查阅有关设计手册[8]，得到以下参数数据
壳侧污垢热阻?o： ?o?0.000176 管侧污垢热阻?i： ?i?0.000176 管壁导热系数?w： ?w?51.8
根据以上参数和数据，可由公式（2-23）计算总传热膜系数K：
?dd111d ???o?w?o??i?o??o （2-23）
K?o?wdmdi?idi
式中：?w——换热管壁厚，?w?0.0025m
110.00250.0250.02510.025??0.000176???0.000176????0.05K2234.5551.80.02250.02774.350.02
所以： K?20W(m2.K) 2.5.9 壁温计算
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