华东理工化工原理课程设计文档格式.docx

1、三计算结果明细表（1）管壳式换热器的规格公称直径DN/mm公称压力PN/MPa管程数N管子根数中心排管数管程流通面积/m2换热管长度L/mm管心距/mm换热面积/m2325288100.007830002515.2（2）离心泵的型号规格型号转速n/（r/min）流量扬程/m效率功率必须气蚀量（NPSH）r/m质量（泵/底座）/kgm3/hL/s轴功率电机功率IS65-50-1252900154.1721.8581.5432.050/416.9420691.972.5308.3318.5682.223.0（3）计算数据结果记录 项目 结果单位冷却剂出口温度36循环水定性温度28热负荷393.60

2、6kW冷却水质量流量5.894并流对数平均温差38.53逆流对数平均温差40.99估算换热面积14.77管程流动面积管内冷却水流速0.759管程给热系数3891.74摩擦系数0.0358管程压降8741.72Pa壳程流动面积0.0264壳程有机物流速0.659当量直径0.0144m壳程给热系数1568.06壳程压降4903.46核算传热系数757.18校核传热面积12.68冷却水流量29.736总局部阻力系数18.65阻力损失4.57压头（扬程）16.236四计算过程一选择合适的换热器1.确定物性数据设计方案：冷却水：用温度t1=20的河水进行冷却，从tm10及防止水中盐类析出为原则，选择出口

3、温度为36。考虑到冬季使用时，其进口温度较低，换热器管壁温与壳体壁温之差较大；夏季时河水的温度变化也不是很大，因此选用管壳式换热器。从二种流体的物性来看，由于冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，因此从综合考虑，应使冷却水走管程，有机液态化合物走壳程，而且保证冷却水的流速不宜过慢。入口温度为t1=20，出口温度为t2=36冷却水的定性温度为tm=（20+36）/2=28两流体的温差Tm-tm=69-28=41两流体在定性温度下的物性数据如下物性流体温度密度kg/m3粘度mPas比热容kJ/（kg）导热系数W/（m有机物9970.60.16循环水995.70.

4、80124.1740.61712.计算热负荷和由热量衡算换热器的总的换热量:冷却水所需的流量：3.计算温差和估计传热系数并流时，t1=T1-t1=78-20=58，t2=T2-t2=60-36=24逆流时，t1=T1-t2=78-36=42，t2=T2-t1=60-20=40由于在相同的流体进出口温度下，逆流流型具有较大的传热温差，因此选择逆流。由于水与中有机物的传热系数K在290698 之间, 故取总传热系数K现暂取：4.估算换热面积 5.根据条件选取合适的换热器根据能够选择下述标准换热器（查附录得）：.传热管排列与分程方法：采用组合排列法，即每程内均按照正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列

5、。取管心距l=1.25d0则l=1.25*19=23.75mm 取l=24mm隔板中心到离其最近一排管中心距离为：S=l /2+6=24/2+6=18mm 则各程相邻管的管心距为36mm管束的分程方法，每程各有传热管44根，其前后管箱中隔板设置和介质的流通顺序按书上图所示. 壳体内径：采用多壳程结构，其壳程内径：取管板利用率 =0.7 则D=282.55mm 按卷制壳体的进级挡可取D=300mm. 折流板间距：挡板的间距对壳程的流动有重要的影响，间距太大，不能保证流体垂直流过管束，使管外给热系数下降；间距太小，不便于制造和检修，阻力损失亦大。一般取挡板间距为壳体内径的0.21.0 倍。故取B=

6、240mm6.计算管程压降t及给热系数根据标准换热器提供的参数管程流动面积:管内冷却水流速:管程给热系数：取钢的管壁粗糙度为0.1mm，则管程压降：7. 计算壳程压降s及给热系数壳程中有机物被冷却，其大于估算的K值,故可行。管束中心线管数壳程流动面积：因管子排列为三角形，F=0.5，fs=1.15壳程压降：8.计算传热系数污垢热阻和管壁热阻：管外侧污垢热阻 管内侧污垢热阻取钢管壁厚，热导率9.校核传热面积所选换热器：因此选择的换热器符合要求。二安排管路和选择合适的离心泵1管径初选初取水合适流速 由于71.36mm不是标准管径，因此确定d=73mm壁厚3mm的热轧无缝钢管符合经济流速范围故确定：

7、 d=73mm壁厚3mm2.压头He在水槽液面及压力表处列柏努利方程取，查图得局部阻力：底阀一个标准90弯头3个 球心阀1个（全开）另外：突然减小=0.5，突然增大=1.0故 换热器压降 对泵的压头安全系数取1.1，=1.114.76=16.236m对流量的安全系数取1.4，qve=1.421.24=29.7363.泵的选择因为是输送河水，而且根据和以及IS型离心泵系列特性曲线能够选用清水泵，由以上数据查表得取泵：IS65-50-125其参数为：转速：2900 r / min 流量30 m3 / h扬程：H=18.5m 效率：68%轴功率：2.22kW 必须汽蚀余量:3m五附录（1）相关流体的

8、物理性质（2）计算使用的物理数据管外侧污垢热阻 ：管内侧污垢热阻 ：钢管热导率 ：六符号说明主要符号说明符号意义计量单位A面积m2定压比热容d管径g重力加速度m/s2单位重量流体的机械能损失l管路长度质量kg虚拟压强p流体压强pa大气压B挡板间距T周期时间t时间u流速m/sqv体积流量m3/sqm质量流量Kg/s绝对粗糙度mm局部阻力系数动力黏度Kg/m3He有效压头D换热器壳径f校正系数f0壳程流体摩擦系数K传热系数NT管子总数Q热流量W或J/S给热系数热导率数群Gr格拉私霍夫数Nu努塞尔数Pr普朗特数Re雷诺数下标气体的平均w壁面的壳程的管程的有有机物的七设计说明需要冷却的有机物走壳程，冷却剂走管程；有机物能够采取逆流的方式；换热器说明：1.采用光滑管 光滑管结构简单，制造容易。缺点是它强化传热的性能不足。为了提高换热器的传热系数，可采用结构形式多样化的管子，如异性管，翅片管，螺纹管等。2.选用 的换热管。3.本设计中采用3米长的换热管。4.管子的排列形式：本设计中采用正三角形错列的排列方式，而在隔板两侧采用正方形直列。5.采用多管程，故管板中间要留有隔板的位置。6.允许折流板的间距与管径有关，取