化工原理课程设计计算公式

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℃丙酮503020水202552.2确定物性数据类别丙酮水比热容CpkJ/(kg•℃)2.2574.181密度ρkg/m3768.1997.56导热系数λW/(m•℃)0.150.604黏度μPa•s0.0002720.000954质量流量WKg/h2146546349.20热流量QKW269.15体积流量Vsm3/s0.007760.012912.3计算总传热系数K管程流体雷诺数Re8992.68管程传热系数αiW/(m2•℃)2151.61壳程传热系数αoW/(m2•℃)1583.981583.98污垢热阻Rsim2•℃/W0.0005159污垢热阻Rsom2•℃/W0.000172#REF!管壁导热系数λW/(m•℃)45总传热系数KW/(m2•℃)380总传热系数合格2.4计算传热面积传热面积S＇m243.27不考虑的面积裕度Sm243.272.5工艺结构尺寸2.5.1管径和管内流速1.1选管规格：Ф25×2.51.25内径dimm0.02外径domm0.025均径dmmm0.0225壁厚bmm0.0025流速υm/s0.432.5.2管程数和传热管数理论单程传热管数95.59实际单程传热管数ns96所需传热总管长L总m5.74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的碳钢管化工原理课程设计两流体温度变化情况：热流体进口温度80oC，出口温度45oC；冷流体（循环水）进口温度20oC，出口温度40oC。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选管长管程Np0.956881设定管程数传热管总根数N9696设定管数2.5.3平均传热温差校正及壳程数P0.170R4温度差校正系数ΨΔt0.930单壳程二管程平均传热温差△tm℃15.222.5.4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nc10.78112.5.5壳体内径壳体内径Dmm362.894000.42.5.6折流板切去的圆缺高度hmm100250折流板间距B=0.3Dmm1201500.15折流挡板数NB392.5.7接管接管内油品流速m/s1.5壳程流体进出口接管内径m0.08取标准管径mm150159-2*4.5接管内循环水流速m/s1.6管程流体进出口接管内径m0.10取标准管径mm207219-2*6传热类项△t1℃△t2℃△tm＇℃顺流30513.95逆流251016.373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Sim20.0301管程结垢后校正因数Ft1.4管程流体流速υim/s0.428管程数Np1管程流体雷诺数Rei8954.1串联的壳程数Ns1设定Ns普兰特准数Pr6.60管程流通面积Aim20.030aiW/(m2•℃)2144.2管程流体流速υim/s0.428（2）壳程对流传热系数Rei8954.1壳程流通截面积Som20.01313管壁绝对粗糙度εmm0.1化工原理第二版夏清版壳程流体流速υom/s0.591管壁相对粗糙度ε/di0.005当量直径dem0.0200查莫狄图得管壁摩擦系数λ0.037壳程流体雷诺数Reo33403.4△P1Pa1014.9普兰特准数Pr4.09△P2Pa274.3aoW/(m2•℃)1584.0∑△PiPa1804.935000（3）总传热系数K（2）壳程压强降KW/(m2•℃)477.81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#DIV/0!传热面积Sm237.00横过管束中心线的管子数nc11实际传热面积Spm244.46折流挡板间距Bm0.15面积裕度H1.202折流挡板数NB391合格壳体内径Dm0.41壳程流通面积Aom20.019按流通截面积Ao计算流速υom/s0.4140Reo29227.9壳程流体摩擦系数fo0.48△P1＇Pa6943.8△P2＇Pa7060.0∑△PoPa16104.435000假设值实际情况选用值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80oC，出口温度45oC；冷流体（循环水）进口温度20oC，出口温度40oC。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25/3546349.20997.60.432144.210.0005161804.911碳钢工艺参数类别壳程物料名称甲苯换热面积m244.5477.81操作温度℃90/45流速m/s0.41传热量KW269.15折流板间距mm150推荐使用材料碳钢操作压力MPa常压压强降Pa16104.35污垢系数m2•℃/W0.000172对流传热系数W/(m2•℃)1583.98程数1流量kg/h折流板型式上下排列方式正三角形总传热系数W/(m2•℃)管数9621465流体密度kg/m3768.1切口高度mm250管子规格选管规格：Ф25×2.5管长m6壳体内径mm400管间距mm32化工原理第二版夏清版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