煤油冷卻器的設計 - 圖文 - 下載本文

殼徑/mm 工程壓強/MPa 工程面積m2 管程數 500 2.5 58 2 管子尺寸/mm 管長/m 管子總數 管子排列方法 450 252.5 6 124 正方形斜轉實際傳熱面積S0?n?dL?124?3.14?0.025?(6?0.1)?57.4m2 若選擇該型號的換熱器,則需要過程的總傳熱系數為

K0?Q645342.3??338W?m?2?0C?1 S0?tm57.4?33.242核算壓強降

2.1管程壓強降

??P?(?P??P)FNi12tp

其中Ft=1.4 ,Np=2. 管程流通面積Ai??4?di2?n?124??0.022??0.0194m2 Np42ui?Vs55486.8??0.80m/sAi3600?994?0.0194diui?Rei??0.02?0.80?994??21857?30.727?10

設管壁粗糙度??0.1mm,所以

?di?0.1?0.005,由?—Re關系圖查得?=0.034,20摩擦系數與雷諾數、相對粗糙度間的關系

11

L?ui26994?0.802?P?0.034???3244Pa 1??di20.022994?0.802?P2?3??3?954Pa

22?ui2則

??P?(?P??P)FNi12tp?(3244?954)?1.4?2?11754Pa

2.2殼程壓強降

??P0???(?P1??P2)FsNs

其中,Fs?1.15 Ns?1

??P1?Ff0nc(NB?1)?u022

2h?u02?P2??NB(3.5?)

D2管子為正方形斜轉450排列,F=0.4。

nc?1.19n?1.19124?13 取折流擋板間距h=0.15m。

NB?L6?1??1?39 h0.15殼程流通面積A0?h(D?ncd0)?0.15(0.5?13?0.025)?0.02625m2

u0?10101?0.13m/s3600?810?0.02625du??0.025?0.13?810Re0?00??2936?500 ?3??0.91?10f0?5.0Re0?0.028?5.0?2396?0.228?0.812810?0.13??0.4?0.8?11?3(?39?1)?Pa所以 ?P 1153122?0.15810?0.132?P2??39?(3.5?)??774Pa

0.52??P?(1153?774)?1.15?2.2KPa

0計算表明,管程和殼程都能滿足設計要求。

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3核算總傳熱系數

3.1管程對流傳熱系數?i

Rei?21857

?cPc4.187?103?0.727?10?3Pri???4.86?c0.626

?0.626?i?0.023cRei0.8Pri0.4?0.023??218570.8?4.860.4?4014W?m?2?0C?1di0.023.2殼程對流傳熱系數?0

?hdeu0??0.55cph??1/3??0.14?0?0.36()()()()

de???h?w取換熱器列管之中心距t=32mm。則流體通過管間最大截面積為

A?hD(1?u0?Vs?A?d00.025)?0.15?0.5?(1?)?0.0164m2t0.03210101?0.21m/s3600?810?0.0164

44??d0??0.025du??0.027?0.21?810Re0?e0??5047??0.91?10?3cph??2.3?103?0.91?10?3Pr0???16.1?h0.13de?殼程中煤油被冷卻,取(4(t2??d02)4(0.0322???0.0252)?0.027m

??0.14)?0.95。所以 ?w?0?0.36?3.3污垢熱阻

0.13?50470.55?16.11/3?0.95?452W?m?2?0C?1 0.027參考附錄,管內、管外污垢熱阻分別取為

2 Rsi?0.000m2?0C?W? 1 Rso?0.000m127?0C?W? 13.4總傳熱系數K0

管壁熱阻可忽略時,總傳熱系數K0為

13

K0?1dd?Rso?Rsi0?0?0di?idi1

K0?112525?0.00017?0.0002??452204014?20?340W?m?2?0C?1

由前面可知,選用該型號換熱器的總傳熱系數為338W?m?2?0C?1,在規定的流動條件下,計算的K0為340W?m?2?0C?1,故選擇的換熱器是合適的。 3.5安全系數為

340?338?10000?0.600 3384壁厚的確定

由GB151-99得圓筒厚度為:10mm

5封頭的選擇

封頭有方形和圓形兩種,方形用于直徑小(一般小于400mm)的殼體,圓形用于大直徑的殼體。殼徑為500mm,選用橢圓形封頭,其厚度與圓筒厚度相等,即10mm。

6拉桿和定距管

為了使折流板能牢固地保持在一定的位置上,通常采用拉桿和定距管。所選擇的拉桿直徑為12mm,拉桿數量為4,定距管?25?2.5mm。

7計算接管

殼程流體進出接管:

已知煤油的密度??810Kg?m?3,設煤油的流速為1.5m/s則煤油接管內徑為:

d?4Vs4?10101??54.2mm ?u3600?810?3.14?1.5取標準管徑為,50mm 管程流體進出接管:

已知水的密度為994Kg?m?3,接管內循環水流速2.0m/s則接管內徑為:

14

d?4Vs4?55486??99.4mm ?u3600?994?3.14?2取標準管徑為:100mm

五 工藝設計一覽表

表1冷熱流體物性數據表

物料名稱

?10?1?3m2?0C?W?1 W?m?1?0C?1 KJ?Kg?C Kg?m

污垢系數 導熱系數 比熱容 流體密度 粘度

0.000727 0.00091

水 0.0002 煤油

0.00017

0.626 0.13

4.187 2.3

994 810

表2管程、殼程計算數據表

名稱

管 程

殼 10101 程

表3 工藝設備尺寸表

換熱器型式

換熱

管子

管數

管 長

58

折流板

距 0.15

25%

500

切口

殼體

55486

0.80

0.21 645.3

流量

流速

傳熱量

340

452

1

無縫鋼管

4014

總傳熱系數

對流傳熱系數

2

程數

使用材料

無縫鋼管

管間 排列距

轉角正方形

面積 規格

固定管板式

方式 間高度 內徑

124 6000 32

15





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