Sp---换热器实际传热面积，m2 H---换热器面积裕度 ?---管程压降，Pa ?Pi ?P1---管内摩擦压降，Pa ?P2---管程的回弯压降，Pa Ns---壳程串联数
Ft---管程压降的结垢修正系数 ?---壳程压降，Pa ?P0 ?P1---流体流经管束的阻力，Pa
'?P 2---流体流过折流板缺口的阻力，Pa
'六.设计计算
1.确定物性数据
定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流
体进出口温度的平均值。
管程牛奶的定性温度为： Th=（60+10）/2=35℃ 壳程冷却水的定性温度为： Tc=(0+10) /2=5℃ 定性温度下流体的物性，见表1：
表1：定性温度下流体的物性
?（kg/m) 3Cp[kJ/(kg ·℃)] μ(Pa ?s) 4.0 4.203 2.2×10 ?3?3λ(W/m·℃) 0.52 牛奶 1030 水 999.8 1.540×10 0.5520
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2.试算和初选换热器的规格 2.1.计算热负荷和冷却水流量
热负荷量：Q=WCp(T1?T2)
=6200?4.0?103?(60-10)=1.24?106 KJ/h=344.4(KW) 冷盐水量：W=Q/Cp(t2?t1) =12400004.203(10-0)=29502.8（kg/h）
2.2计算两流体的平均温度差。暂按单壳程、多管程进行计算。
逆流时的平均温差为?tm??t1??t2(60?10)-(10-0)??24.85℃ ?t160-10lnln?t210 而，P=
t2?t110?010?==0.167
T1?t170?1060T1?t260?1050???5.0 t2?t110?010 R =
查表得：Ft=0.82所以?tm?24.85x0.82=20.377℃
2.3.初选换热器规格
根据两流体的情况，设K=500,故，
S?Q344400??33.80m2 K?tm500?20.377据此，由换热器系列标准中选定换热器，
BES500-1.6-43-4.5/25-2I型换热器.有关参数见表2
表2 换热器的相关参数
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实际传热面积：S0=n?dl=124x3.14x6x0.025=58.404(m2) 若选择该型号的换热器，则要求过程的总传热系数为 K0=
Q344400??237.298 W/(S0?tm58.404?24.85m2.℃)
3.核算总传热系数 3.1、管程的给热系数
管程流通面积Ai?di24?n??/4?0.022?124/6?0.0065(m2） NP ui?VS6200/3600??0.3(m/s) Vi0.063x1030diui?i?0.02?0.03?1030?4120(湍流)
1.54?10?3 Rei??i4.0?103?1.5?10?3?11.54 Pri?Cp ?/?i?0.52?i?0.023??id?3582.2w/m2? C?Rei?Pri0.80.3
3.2、壳程的给热系数
取管心距32mm,折流板间距B=450mm,则流体通过管间最大截
面积为
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A0?BD(1?d0/l)?0.45?1.2?(1?0.025/0.032)?0.118(m2)
u0?Vs29502.8/3600??0.07(m/s) A00.118?999.84(l2?de0??4?d0d0)24?(0.0322???4??0.025?0.0252)?0.02715
Re0?de0u0?0?0?0.02715?0.07?999.8?12338.4（湍流）
1.54?10?3Pr0?Cp?0?04.203?103?1.54?10?3??11.72
0.5520μ0?1.095。所以 μw壳程中水被加热，则
?0?0.36?0.36?(?0de0(Re0)0.55Pr(13?00.14)?w13
0.5520)?(12338.4)0.55?(11.72)?(1.095)0.14?2952.93W/(m2.℃)0.027153.3污垢热阻
查阅资料得管侧、壳侧的污垢热阻分别取 ri?0.000176m2?℃/W
r0?0.00056m2?℃/W
3.4计算总传热系数
dtdd11??r0?ri0?w?0?0k?di?wdm?idi1250.025?0.020.025?0.0225?0.00056?0.000176??/17.4?0.025/?2952.93202220?3582.2?0.001278?
【W/(m2?℃）】所以，K=782
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3.5传热面积裕度
计算传热面积Sc为
Sc?Q1344400??23.60m2 Ke?tm782?20.38该换热器的实际传热面积为
S0?n?dl?28.66m2
该换热器的面积裕度为
H?S0?SC28.66?23.60??21.4% SC23.60传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。
3.6.壁温计算
tw?t??0?i(di/d0)??0(T?t)
2952.9?5??(35?5)0.023582.2?()?22952.90.025tw=8.43℃
?t?35?8.43?26.57℃
查得8.43℃下，水的粘度?w'?0.8053?10?3Pa?s
??? 对壳侧： ??????w?0.14
?1.54?10?3????0.8053?10?3????????0.140.14?1.095
?? 所以计算壳侧?时假设的????w值是正确的.
该温差较大，故需要设温度补偿装置。由于换热器壳程压力较大，因此，需选用浮头式换热器较为适宜.
4 核算压强降
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