管壳式换热器换热面积的两种经验公式

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资源描述

式中:T1=98℃T2=74℃Cp,h=J/(kg℃)mh=kg/sWd=0.01905mαo=40W/(m2.℃)ro=0.0005(m2.℃)/WAo/Ai=1.0112λw=48W/(m.℃)K-总传热系数,W/(m2.℃)A-换热器传热面积,m2Δtm-进行换热的两流体之间的平均温度差,℃其中总传热系数K的计算公式如下:本计算表格是基于《换热器设计手册》(钱颂文主编)中相关公式进行的计算Q=KAΔtmQ-热负荷,W热负荷Q的计算热流体进口温度换热管的外表传热面积与内表传热面积之比换热管外径总传热系数K的计算换热管的外表传热面积与换热器管内和管外的平均传热面积之比管壁厚度管壁材料的导热系数管内流体传热膜系数管内流体污垢热阻管外流体传热膜系数管外流体污垢热阻17707200热流体比热冷流体进口温度冷流体出口温度冷流体比热热流体质量流量冷流体质量流量热负荷Q=热流体出口温度28.02W/(m2.℃)Δt2=51℃Δt1=44℃0.863Δt2=68℃Δt1=27℃0.397Δtm=47.5Δtm=47.5Δtm=47.41391027Δtm=44.38810695(3)当Δt1/Δt22时且逆向流动时(4)当Δt1/Δt22时且并向流动时Δt1/Δt2=1、当换热器冷热流体逆向流动时2、当换热器冷热流体并向流动时较大端温差较小端温差Δt1/Δt2=3、确定平均温度差4、确定温度修正系数(1)对于单壳程、双管程或者2n管程的管壳式换热器(1)当Δt1/Δt22时且逆向流动时(2)当Δt1/Δt22时且并向流动时平均温差与温度修正系数Δtm的计算较大端温差较小端温差总传热系数K=P=0.25R=1.4117647060.9813599m2温度修正系数FT=5、根据P、R值查图,确定对应温度修正系数换热面积A=计算换热面积At1=30℃t2=47℃Cp,c=2100J/(kg℃)mc=496kg/sδ=0.000211mαi=45W/(m2.℃)ri=0.0005(m2.℃)/WAo/Am=1.005569本计算表格是基于《换热器设计手册》(钱颂文主编)中相关公式进行的计算Q=KAΔtm热负荷Q的计算总传热系数K的计算换热管的外表传热面积与换热器管内和管外的平均传热面积之比管壁厚度管内流体传热膜系数管内流体污垢热阻冷流体进口温度冷流体出口温度冷流体比热冷流体质量流量平均温差与温度修正系数Δtm的计算计算换热面积AT1T2t1755030①热负荷和冷却水流量定性温度/ºC密度ρ(kg/m³)苯62.5833.925循环水35994②两流体平均温度差平均传热温差Δtmˊ平均传热温差Δtm26.8041043925.14166809③总传热系数K(选用Ф25×2.5的碳钢管,管内流速取1.5m/s)ud。di1.050.0250.021/KK0.001978206800④计算传热面积考虑15%的面积裕度传热面积Sˊ/m²传热面积S/m²30.8514111235.5⑤工艺结构尺寸(选用Ф25×2.5传热管(碳钢),取管内流速ui=1.2m/s)单程传热管数ns传热管长度L换热器管程数Np49.47671159.0392669531.506544492502传热管排列和分程方法管心距t(焊接法)横过管束中心线的管数nc0.0312511.90.03212圆整取D/m0.4015968130.45折流板(采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%)圆缺高度h/m折流板间距B/m折流板数NB0.11250.135390.1250.15接管壳程流体进出口接管接管内苯流速u/m/s接管内径d1.60.117433527管程流体进出口接管循环水流速u/m/s接管内径d1.70.110560654核算1热量核算壳程对流传热系数克恩公式α。/W/(m·ºC)1077.532956当量直径de(正三角形排列)壳程流通截面积So/m²壳程流体流速uo0.0201877710.0132890631.303405368管程对流传热系数管程流通截面积Si/m²管程流体流速ui雷诺数Rei0.0194680.8379120544869.202811/K传热系数K0.001846137541.6716433传热面积S/m²实际传热面积Sp换热器的面积裕度48.5776086251.87286.8%换热器内流体的流动阻力管程流动阻力FtNp管程流通面积Ai/m²1.420.019468ΣΔPj/PaΔP1/PaΔP2/Pa12896.896753559.2085181046.826035壳程阻力NsFsF11.150.5ΣΔP。/PaΔP1ˊ/PaΔP2ˊ/Pa6979.7622893526.2471882543.111324t2PRR²+1的平方根400.2222222222.52.692582404粘度μ(Pa·s)比热容Cp/KJ/(kg·ºC)导热系数λ/W/(m·ºC)流量W/kg/h0.000371251.8320.129925520000.0007254.080.62558372.5490214.44444444173991.7593dmReαi/W/(m·ºC)α。/W/(m·ºC)0.022528791.724144943.5537071000传热管的总根数N折流的平均温度差Δtm传热管长l/m12425.141668096100b壳程内径D/m0.0250.402标准管径内径矫正流速133*60.1211.507070094标准管径内径矫正流速133*60.1211.419316907雷诺数Reo普兰特准数Pr黏度校正30266.128415.2347893020.910554581普兰特准数Prαi/W/(m·ºC)4.73287049.913712传热系数K。415507.2622476.8%1.3052328751.067833545ui雷诺数Rei相对粗糙度ε/dλi/W/(m·ºC)0.8379120522976.126270.0050.034雷诺数Re。f。折流挡板间距h/mNB21615.330260.4756766550.319ψΔtR+10.9379782933.51.8205738670.623870577热流量Q/KW冷却水用量Ω/kg/h661.555658372.54902238160016.21459695261335.6753Rsi/m²·℃/WRso/m²·℃/W管壁的导热系数λ/W/(m·℃)0.000343940.00017197450.000343940.00017197污垢热阻A。/m²u。0.0450.384911898

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