宁波工程学院：《化工原理》课程教学资源（换热器设计资料）换热器设计任务书

化工原理课程设计△ti=60-29=31K,△t2=140-39=101K所以，△tm=(101-31)/ln(101/31)=59.27K2.2.3冷却水用量流量W:=Qi/Cpil△t:=1.15×106/4.174/(39-29)=2.755×104kg/h2.2.4总传热系数利用化工原理附表，根据两种流体的性质，可查出换热器总传热系数，取其值为350W/（m2K）。2.2.5计算传热面积319400S==15.4m2KAtm350×59.27考虑15%的面积裕度，S=1.15×S=1.15×15.4=17.7m22.3工艺结构尺寸2.3.1管径和管内流速选用25×2.5传热管（碳钢），取管内流速u=1.0m/s2.3.2管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数V27550/(3600x994.3)2~25根n, =dxdu3.14/4×0.022×14按单程管计算，所需的传热管长度s17.7L==9.02md.n，3.14×0.025×25按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长L=6m，则该换热器管程数为3

化工原理课程设计 3 Δt1=60-29=31K，Δt2=140-39=101K 所以，Δtm=(101-31)/ln(101/31)=59.27K 2.2.3 冷却水用量 流量 wi=Q1/Cpi/Δti=1.15×106 /4.174/(39-29)=2.755×104 kg/h 2.2.4 总传热系数 利用化工原理附表，根据两种流体的性质，可查出换热器总传热系数，取其 值为 350 /( ·K) 2 W m 。 2.2.5 计算传热面积 ' 2 15.4 350 59.27 319400 m K t Q S m =  =  = 考虑 15%的面积裕度，S=1.15×S=1.15×15.4=17.7m2 2.3 工艺结构尺寸 2.3.1 管径和管内流速 选用 φ25×2.5 传热管（碳钢），取管内流速 u m s i =1.0 / 2.3.2 管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 25根 3.14/4 0.02 1 27550 /(3600 994.3) 4 2     =  = d d u V n i i s  按单程管计算，所需的传热管长度 m d n S L o s 9.02 3.14 0.025 25 17.7 =   = =  按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长 L=6m，则该换 热器管程数为

化工原理课程设计L_9.02~2（管程）N."7-6传热管总根数N=25×2=50根2.33平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数140-60R=2.28660-2560-25P==0.304140-25按单壳程，四管程结构，温差校正系数为VR?+1(2/ p)-1-R+VR +11-pLinPA1R-1pRI (2/ p)-1-R-VR2 +1/2.2832 +1(2/0.304)-1-2.283+ /2.2832 +11-0.3042.283-1-0.304x2.283(2/0.304)-1-2.283- /2.2832 +1=0.81(℃)P=0.81>0.8，所以可采用单壳程结构换热器平均传热温差Atm=Px×Atm=0.81×59.27=48.0°C2.3.4传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25d。，则t=1.25x25=31.25~32mm横过管束中心线的管数n。=1.1/N=1.1×V508根

化工原理课程设计 4 2 6 9.02 = =  l L Np （管程） 传热管总根数 N = 252 = 50 根 2.3.3 平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 0.304 140 25 60 25 2.286 60 25 140 60 = − − = = − − = P R 按单壳程，四管程结构，温差校正系数为 ( ) ( ) ( ) ( ) 0.81( ) 2 / 0.304 1 2.283 2.283 1 2 / 0.304 1 2.283 2.283 1 / ln 1 0.304 2.283 1 0.304 ln 2.283 1 2.283 1 2 / 1 1 2 / 1 1 / ln 1 1 ln 1 1 2 2 2 2 2 2 C p R R p R R pR p R R t =          − − − + − − + +       −  − − + =         − − − + − − + +         − − − +   =  t = 0.81 0.8，所以可采用单壳程结构换热器 平均传热温差 tm = t tm = 0.8159.27 = 48.0C '  2.3.4 传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。 取管心距 do t =1.25 ，则 t =1.2525 = 31.25  32mm 横过管束中心线的管数 nc =1.1 N =1.1 50  8 根