换热器设计计算步骤.docx

换热器设计计算步骤1. 管外自然对流换热2. 管外强制对流换热3. 管外凝聚换热已知：管程油水混合物流量G (m3/d)，管程管道长度L (m),管子外径do (m), 管子内径di (m),热水温度t °C,油水混合物进口温度tj,油水混合物出口温 度 t2” Co1. 管外自然对流换热1.1 壁面温度设定第一设定壁面温度，一样取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw C,热w水温度为t C,油水混合进口温度为t' C,油水混合物出口温度为t”C 111t = (t +1")w 2 i1.2定性温度和物性参数运算管程外为水，其定性温度为(K-1)C1t = (t +t )2 2 w管程外为油水混合物，定性温度为t' C21t' = (t' +1")2 2 1 1依照表1油水物性参数表,能够查得对应温度下的油水物性参数值一样需要查出的为密度p (kgIm3)，导热系数九(W/(m• K)),运动粘度(m2 /s), 体积膨胀系数a (K-i)，普朗特数Pr表 1 油水物性参数表水tP入vaPr10999.70.5740.0000013060.0000879.5220998.20.5990.0000010060.0002097.0230995.60.6180.0000008050.0003055.4240992.20.6350.0000006590.0003864.31509980.6480.0000005560.0004573.5460983.20.6590.0000004780.0005222.9970997.70.6680.0000004150.0005832.5580971.80.6740.0000003650.000642.2190965.30.680.0000003260.0006961.95100958.40.6830.0000002950.000751.75油tP入vaPr10898.80.14410.000564659120892.70.14320.00028 0.00069333530886.60.14230.000153185940880.60.14149.07E-05112150874.60.14055.74E-0572360868.80.13963.84E-0549370863.10.13870.00002735480857.40.13791.97E-0526390851.80.1371.49E-05203100846.20.13611.15E-051601.3 设计总传热量和实际换热量运算Q = Cq At = Cq p At =aC q p At + 卩C q p At0 m v 油 v 油 水 v 水C为比热容j /(kg • K), qv为总体积流量m3/ s , 分别为在油水混合物中油和水所占的百分比，At油水混合物温差，q为总的质量流量kg/s。

m实际换热量 二 Q *1.1/0.900.9 为换热器效率，1.1为换热余量1.4 逆流平均温差运算逆流平均温差ATn °C,,— At max 一 At minn [ At maxln At min其中At max和At min分别为t -1'和t -1 "中较大的差值和较小的差值111.5 换热系数的初选 在运算中要对换热系数 K 进行迭代,因此现初选换热系数 K'则初选传热面积 F'总管数为N, N=ttF'1.6管程换热系数h运算2从传热学角度，管程内部属于强制对流换热d N 兀管程流通面积a2 = -2 *乡*-管程流速w2Ga *3600*242管程雷诺数Re = w d (v的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对应查得的2 V数值) 依照 Re 的大小判定管内油水混合物的流淌状态为层流依旧湍流 一样Re>104，即为湍流，Re<104则为层流1) 管内油水混合物换热状态为湍流换热Nu = 0.023Re 0.8 Pr n加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3(2) 管内油水混合物换热状态为层流换热RePr iNu = 1.86( )3L / di管程内换热系数h2=Nu九~d1.7壳程换热系数件运算 壳程的换热为自然对流换热Gr =gaAtL3相关物性参数见1.2查表运算所得，g为9.8.Nu = C (Gr Pr) n常数C和n的选取见表2加热表面系数C及指数门形状与位置流动情况示意图流态GnOr、层流0. 590. 25104 .-JxlO30竖平板与竖圆柱、过渡0. 02920. 393xlO9 --2xlO10湍流0. 110. 33>2xlO10/X层流0. 480. 25104 - 5.76xlO8横ET柱过渡0. 04450. 375.76 x10s--4.65 xltf湍流0. 100. 33>4.65x10"壳程换热系数T 九h = Nu1 de当管外为纵向冲刷d为L,当管外为横向冲刷d为de e 01.8 污垢热阻运算 水侧油污r二0.000342油水混合物油污r二0.000171塑料导热系数九二10.8钢管导热系数九二43.61.9 传热系数运算1——+ r +九+ rh 2 1(d、1+ — h(d }2 i 1 i运算所得值和前面 1.5 设计选取进行对比，假如一致则即为所求答案，假如不一 致，则把运算所得代入 1.5，再次运算。

2.0 管板运算中心管排数N0 - 1.1管间距s -1.25d0管板直径 Ds - s(-1) + 4d°2. 管外凝聚换热1.1 壁面温度设定第一设定壁面温度，一样取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw °C,热 w水温度为t C,油水混合进口温度为t' C,油水混合物出口温度为t”C111t = (t +1 ”)w 2 i1.2定性温度和物性参数运算管程外为水，其定性温度为(K-1) C1t = (t +t )2 2 w管程外为油水混合物，定性温度为t' C21t' = (t' +1")2 2 1 1依照表1油水物性参数表，能够查得对应温度下的油水物性参数值一样需要查出的为密度p (kg/m3)，导热系数九(W/(m• K))，运动粘度(m2 /s),体积膨胀系数a (K-1)，普朗特数Pr表1油水物性参数表水tP入vaPr10999.70.5740.0000013060.0000879.5220998.20.5990.0000010060.0002097.0230995.60.6180.0000008050.0003055.4240992.20.6350.0000006590.0003864.31509980.6480.0000005560.0004573.5460983.20.6590.0000004780.0005222.9970997.70.6680.0000004150.0005832.5580971.80.6740.0000003650.000642.2190965.30.680.0000003260.0006961.95100958.40.6830.0000002950.000751.75油tP入vaPr10898.80.14410.000564659120892.70.14320.000280.00069333530886.60.14230.000153185940880.60.14149.07E-05112150874.60.14055.74E-0572360868.80.13963.84E-0549370863.10.13870.00002735480857.40.13791.97E-0526390851.80.1371.49E-05203100846.20.13611.15E-051601.3 设计总传热量和实际换热量运算Q = Cq At = Cq p At =aC q p At + 卩C q p At0 m v 油 v 油 水 v 水a 0分别为在油水混合物中为比热容j /(kg • K), qv为总体积流量m3/ s ,油和水所占的百分比，At油水混合物温差，q为总的质量流量kg/s。

m实际换热量 二 Q *1.1/0.900.9 为换热器效率，1.1为换热余量1.4 逆流平均温差运算逆流平均温差ATn °C,At _ At max- At minn [ At maxln At min其中At max和At min分别为t -1'和t -1 "中较大的差值和较小的差值111.5 换热系数的初选在运算中要对换热系数 K 进行迭代,因此现初选换热系数 K'则初选传热面积 F'QAT * K'总管数为N, N ttF'1.6管程换热系数h运算2从传热学角度，管程内部属于强制对流换热d N n管程流通面积a2 = -2 *h *4管程流速w2Ga *3600*242管程雷诺数h = Nu- Re = w — 的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对 2 d 2 vi应查得的数值) 依照 Re 的大小判定管内油水混合物的流淌状态为层流依旧湍流 一样Re>104，即为湍流,Re<104则为层流3) 管内湍流换热Nu = 0.023Re 0.8 Pr n加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3(4) 管内层流换热RePr iNu = 1.86( )3L / dih管程内换热系数h2=Nu1.。