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2设计计算2.1确定设计方案2.1.1选择换热器的类型2.1.2流动空间及流速确定类别温度℃温度℃△T℃△t℃乙苯904050水253272.2确定物性数据类别乙苯水比热容CpkJ/(kg•℃)2.034.175密度ρkg/m3846996导热系数λW/(m•℃)0.120.615黏度μPa•s0.000450.0008313质量流量WKg/h30000104191.6168热流量QKW845.8333333体积流量Vsm3/s0.0098502760.0290583492.3计算总传热系数K管程流体雷诺数Re28754.96211管程传热系数αiW/(m2•℃)5213.853855壳程传热系数αoW/(m2•℃)850850.1494257污垢热阻Rsim2•℃/W0.00034394污垢热阻Rsom2•℃/W0.00017197管壁导热系数λW/(m•℃)45总传热系数KW/(m2•℃)480.80624662.4计算传热面积传热面积S＇m255.32852496考虑20%的面积裕度Sm266.394229962.5工艺结构尺寸2.5.1管径和管内流速选管规格：Ф25×2.5内径dimm0.02外径domm0.025均径dmmm0.0225壁厚bmm0.0025流速υm/s1.22.5.2管程数和传热管数理论单程传热管数77.11876105实际单程传热管数ns78所需传热总管长L总m845.7863689由于循环冷却水交易结垢，为便于水垢清洗，应使用循环水走管程，油品走壳程。选用Ф25×2.5的碳钢管，管内流速取1.2m/s。化工原理课程设计两流体温度变化情况：热流体进口温度70oC，出口温度40oC；冷流体（循环水）进口温度20oC，出口温度28oC。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因数，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。每根管长Lm6管程Np1.8072358312传热管总根数N1562.5.3平均传热温差校正及壳程数P0.107692308R7.142857143温度差校正系数ΨΔt0.96单壳程二管程平均传热温差△tm℃30.523676042.5.4传热管排列和分程方法管心距t=1.25domm31.25320.032横过管束中心线的管数nc14.86309524152.5.5壳体内径壳体内径Dmm498.04937825500.552.5.6折流板切去的圆缺高度hmm137.5150折流板间距B=0.3Dmm1652000.2折流挡板数NB292.5.7接管接管内油品流速m/s2壳程流体进出口接管内径m0.079208971取标准管径mm80接管内循环水流速m/s3管程流体进出口接管内径m0.111081059取标准管径mm110传热类项△t1℃△t2℃△tm＇℃顺流65827.20834207逆流581531.795495883换热器核算3.1热量核算3.2压强降核算（1）管程对流传热系数（1）管程压强降管程流体截面积Sim20.024492管程结垢后校正因数Ft1.4管程流体流速υim/s1.186442478管程数Np2管程流体雷诺数Rei28430.09041串联的壳程数Ns1普兰特准数Pr5.643378049管程流通面积Aim20.024492aiW/(m2•℃)5166.675745管程流体流速υim/s1.186442478（2）壳程对流传热系数Rei28430.09041壳程流通截面积Som20.0240625管壁绝对粗糙度εmm0.1壳程流体流速υom/s0.409362111管壁相对粗糙度ε/di0.005当量直径dem0.020186446查莫狄图得管壁摩擦系数λ0.033壳程流体雷诺数Reo15535.50427△P1Pa6939.975092普兰特准数Pr7.6125△P2Pa2103.022755aoW/(m2•℃)850.1494257∑△PiPa25320.3939735000（3）传热系数K（2）壳程压强降KW/(m2•℃)480.3484038壳程结垢后校正因数Fs1.15（4）传热面积S管子正三角形排列F0.5传热面积Sm257.68881375横过管束中心线的管子数nc15实际传热面积Spm265.74689折流挡板间距Bm0.2面积裕度H13.97%折流挡板数NB29壳体内径Dm0.55壳程流通面积Aom20.035按流通截面积Ao计算流速υom/s0.281436452Reo13227.51323壳程流体摩擦系数fo0.574477434△P1＇Pa4330.684567△P2＇Pa2694.053479∑△PoPa8078.44875435000由于循环冷却水交易结垢，为便于水垢清洗，应使用循环水走管程，油品走壳程。选用Ф25×2.5的碳钢管，管内流速取1.2m/s。4换热器主要结构尺寸和计算结果换热器型式固定管板式假设值实际情况选用值化工原理课程设计查表值两流体温度变化情况：热流体进口温度70oC，出口温度40oC；冷流体（循环水）进口温度20oC，出口温度28oC。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因数，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。已知值计算值管程循环水常压20/28104191.62996.01.195166.680.00034425320.392碳钢换热面积m265.7工艺参数类别壳程物料名称乙苯操作压力MPa常压操作温度℃70/40流量kg/h30000流体密度kg/m3846流速m/s0.28传热量KW845.83总传热系数W/(m2•℃)480.35对流传热系数W/(m2•℃)850.15污垢系数m2•℃/W0.000172压强降Pa8078.45程数1管数156排列方式正三角形折流板型式上下折流板间距mm200推荐使用材料碳钢管子规格选管规格：Ф25×2.5管长m6管间距mm32壳体内径mm550切口高度mm150合格合格假设值实际情况选用值化工原理课程设计查表值已知值计算值