南京工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)資料

1、南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：板式換熱器1-專業(yè)：學(xué)號(hào)：煤油處理能力5000班級(jí)：姓名：噸 /年日期：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)成績(jī)：日期：南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)“板式換熱器設(shè)計(jì)組”任務(wù)書(一）設(shè)計(jì)題目板式換熱器設(shè)計(jì)1-煤油處理能力 5000 噸/年（二）設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1、處理能力見下表2、設(shè)備型式板式換熱器3、操作條件1）油： 入口溫度 100，出口溫度 402）冷卻介質(zhì)：冷卻塔循環(huán)水，入口溫度 30，出口溫度 50。3）油側(cè)與水側(cè)允許壓強(qiáng)降：不大于 5105 Pa4）油定性溫度下的物性參數(shù)：名稱（kg/m3）Cp (kj / )（Pa

2、.s ）(W/m.).油8252.228.6610-40.14（5）工作制度：每年工作245 天，每日工作 8 小時(shí) B目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介.41.41.141.241.342.52.162.2.62.363.63.163.2. 73.3. 73.4. 73.5.83.683.7. 8二工藝流程簡(jiǎn)圖. 8板式換熱器的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算83.183.2103.3103.3.1103.3.2103.4103.5.123.6.143.7.163.8.18四輔助設(shè)備的選型4.1.184.2.油泵及油管的選型194.3附各公式符號(hào)的意義及單位.20五設(shè)計(jì)小結(jié).20六參考文獻(xiàn).21南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B

3、 課程設(shè)計(jì)一. 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介換熱器概述換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。換熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中，間壁式換熱器應(yīng)用最多。1.1板式換熱器板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道， 通過半片進(jìn)行熱量交換。 它與常規(guī)的管殼式換熱器相比， 在相同的流動(dòng)阻力和泵功率消耗情況下

4、， 其傳熱系數(shù)要高出很多，在適用的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢(shì)。板式換熱器的型式主要有框架式 （可拆卸式） 和釬焊式兩大類， 板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。1.2 板式換熱器的應(yīng)用制冷：用作冷凝器和蒸發(fā)器。暖通空調(diào)：配合鍋爐使用的中間換熱器、高層建筑中間換熱器等。化學(xué)工業(yè)：純堿工業(yè)，合成氨，酒精發(fā)酵，樹脂合成冷卻等。冶金工業(yè)：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝?yán)鋮s等。機(jī)械工業(yè)：各種淬火液冷卻，減速器潤(rùn)滑油冷卻等。電力工業(yè)：高壓變壓器油冷卻，發(fā)電機(jī)軸承油冷卻等。造紙工業(yè)：漂白工藝熱回收，加熱洗漿液等。紡織工業(yè)：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。食品工業(yè)：果汁滅菌冷

5、卻，動(dòng)植物油加熱冷卻等。油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。集中供熱：熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱洗澡用水。其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地?zé)崂谩?.3 板式換熱器的特點(diǎn) （板式換熱器與管殼式換熱器的比較）優(yōu)點(diǎn)：a. 傳熱系數(shù)高由于不同的波紋板相互倒置，構(gòu)成復(fù)雜的流道，使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動(dòng)，能在較低的雷諾數(shù)（一般Re=50-200）下產(chǎn)生紊流，所以傳熱系數(shù)高，一般認(rèn)為是管殼式的3-5 倍。對(duì)數(shù)平均溫差大，末端溫差小 在管殼式換熱器中， 兩種流體分別在管程和殼程內(nèi)流動(dòng)，總體上是錯(cuò)流流動(dòng)，對(duì)數(shù)平均溫差修正系數(shù)小， 而板式換熱器多是并流或逆流流動(dòng)方式，其修正系數(shù)也通常在

6、 0.95 左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動(dòng)平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對(duì)水換熱可低于 1，而管殼式換熱器一般為 5。b. 占地面積小 板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的 2-5 倍，也不像管殼式那樣要預(yù)留抽出管束的檢修場(chǎng)所， 因此實(shí)現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的 1/5-1/8 。容易改變換熱面積或流程組合，只要增加或減少幾張板， 即可達(dá)到增加或減少換熱面積的目的； 改變板片排列或更換幾張板片， 即可達(dá)到所要求的流程組合， 適應(yīng)新的換熱工況， 而管殼式南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。

7、c. 重量輕 板式換熱器的板片厚度僅為 0.40.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為 2.02.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的 1/5 左右。 價(jià)格低 采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價(jià)格比管殼式約低 40%60%。d. 制作方便 板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工， 標(biāo)準(zhǔn)化程度高， 并可大批生產(chǎn)，管殼式換熱器一般采用手工制作。 容易清洗 框架式板式換熱器只要松動(dòng)壓緊螺栓， 即可松開板束， 卸下板片進(jìn)行機(jī)械清洗， 這對(duì)需要經(jīng)常清洗設(shè)備的換熱過程十分方便。 熱損失小 板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計(jì)， 也

8、不需要保溫措施。 而管殼式換熱器熱損失大， 需要隔熱層。e.容量較小是管殼式換熱器的10%-20%。缺點(diǎn)：a. 單位長(zhǎng)度的壓力損失大 由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比傳統(tǒng)的光滑管的壓力損失大。 不易結(jié)垢 由于內(nèi)部充分湍動(dòng)， 所以不易結(jié)垢，其結(jié)垢系數(shù)僅為管殼式換熱器的 1/3-1/10.工作壓力不宜過大， 介質(zhì)溫度不宜過高， 有可能泄露 板式換熱器采用密封墊密封，工作壓力一般不宜超過 2.5MPa，介質(zhì)溫度應(yīng)在低于 250以下， 否則有可能泄露。 易堵塞 由于板片間通道很窄，一般只有 2-5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)含有較大顆粒或纖維物質(zhì)時(shí)，容易堵塞板間通道。2.板式換熱器的基本結(jié)構(gòu)板式換

9、熱器主要由框架和板片兩大部分組成。板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個(gè)角上開有角孔， 用于介質(zhì)的流道。 板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封?？蚣苡晒潭▔壕o板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成。板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、 活動(dòng)壓緊板中間， 然后用夾緊螺栓加緊而成。南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)2.1 組裝形式（見下圖）板式換熱器是根據(jù)實(shí)際操作的需要設(shè)計(jì)和選取的， 而流程的選取和設(shè)計(jì)是根據(jù)板式換熱器的傳熱方程進(jìn)行計(jì)算的，組裝形式有三種：1）串聯(lián)流程 流體在一程內(nèi)流經(jīng)每一垂直流道后，接著就改變方向，流經(jīng)下一程。在這種流程中，

10、兩流體的主體流向是逆流，但相鄰流道中有并流也有逆流。2）并流流程流體分別流入平行的流道，然后匯聚成一股流出，為單程。3）混流流程 為并流流程和串聯(lián)流程的組合，在同一流程內(nèi)是并聯(lián)的，而程與程之間為串聯(lián)。2.2 傳熱板片傳熱板片是板式換熱器的關(guān)鍵性元件，板片的性能直接影響整個(gè)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。為了增加板片有效的傳熱面積， 將板片沖壓成有規(guī)則的波紋， 板片的波紋形狀及結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)主要考慮以下兩個(gè)元素： 一是提高板片的剛性， 能耐較高的壓力； 二是使介質(zhì)在低速下發(fā)生強(qiáng)烈湍流， 從而強(qiáng)化傳熱過程。 人們構(gòu)思出各種形式的波紋板片， 以求得換熱率高， 流體阻力低，承壓能力大的波紋板片。板片按波紋的幾何形

11、狀分類有：水平平直波紋、人字形波紋、斜波紋、鋸齒形波紋等板片。板片材料采用不銹鋼，如 1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni12Mo2Ti 和 H62-1 是制造板片的主要材料，應(yīng)用最為廣泛。2.3 密封墊片密封墊片，是一種用于機(jī)械、 設(shè)備、管道只要是有流體的地方就是用的密封備件，使用內(nèi)外部，起密封作用的材料。密封墊片是以金屬或非金屬板狀材質(zhì)，經(jīng)切割，沖壓或裁剪等工藝制成， 用于管道之間的密封連接， 機(jī)器設(shè)備的機(jī)件與機(jī)件之間的密封連接。 按材質(zhì)可分為金屬密封墊片和非金屬密封墊片。金屬的有銅墊片，不銹鋼墊片，鐵墊片，鋁墊片等。非金屬的有石棉墊片，非石棉墊片，紙墊片，橡膠墊片等。3.設(shè)計(jì)的一般原則3

12、.1 板片波紋形式的選擇主要是考慮板式換熱器的工作壓力、流體的壓力降和傳熱系數(shù)。 如果工作壓力在南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)1.6MPa 以上，則別無選擇地選擇人字形波紋板片；如果工作壓力不高又特別要求阻力降低， 則選用水平平直板片較好一些； 如果安裝位置所限， 需要高效率以減少換熱器占地面積， 二阻力降可以不受限制， 則應(yīng)選用人字形波紋板片。 如下圖。3.2 單板面積的選擇單板面積過小 , 則板片數(shù)目多 , 占地面積大 , 阻力降增大 ; 反之 , 單板面積過大 , 則板片數(shù)目少 , 占地面積小 , 阻力降減少 , 但是難以保證適當(dāng)?shù)陌彘g流速。 因此 , 一般單板面積可按角孔流速為

13、6 m/s 左右考慮 , 則各種單板面積組成的板式換熱器處理量見下表：表 1-1單板面積0.10.20.30.50.81.02.0（m2）角孔直徑4050658080100125150175200200250400（mm）單臺(tái)最大流通能力274271.4137103170264381520678678106025003（ m/h ）3.3 板間流速的選取流體在板間的流速 , 影響換熱性能和壓力降。流速高 , 換熱系數(shù)高 , 阻力降也增大 ; 反之 , 則相反。一般取板間流速為 0.2 m/s0.8 m/s, 且盡量使兩種流體板間速度一致。流速小于 0.2 m/s 時(shí), 流體達(dá)不到湍流狀態(tài) ,

14、且會(huì)形成較大的死角區(qū) ; 流速過高會(huì)導(dǎo)致阻力降劇增 , 氣體板間流速一般不大于 10 m/s 。3.4 流程的選取南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)對(duì)于一般對(duì)成型流到的半式換熱器， 兩流體的體積流量大致向當(dāng)時(shí)， 應(yīng)盡可能按等程分布， 如兩側(cè)流體相差懸殊， 則流量小的一側(cè)可按多程布置。 多程換熱器除非特別需要，一般對(duì)同一流體在個(gè)程中應(yīng)采用下相同的流道數(shù)。3.5 流向的選取單相換熱時(shí) , 逆流具有最大的平均溫差 , 一般在板式換熱器的設(shè)計(jì)中要盡可能把流體布置為逆流。兩側(cè)流體為等流程時(shí) , 為逆流 ; 當(dāng)兩側(cè)流體為不等流程時(shí) , 順流與逆流交替出現(xiàn) , 平均溫差要小于純逆流。3.6 流道數(shù)的選取流

15、道數(shù)的確定受板間流速的 影響，而板間流速的選取有一定的范圍，同時(shí)還受到允許壓降的制約。當(dāng)板間流速一定時(shí)，流道數(shù)的多少取決于流量的大小。3.7 墊片材料的選擇選擇墊片材料主要考慮耐溫和耐腐蝕兩個(gè)因素。國(guó)產(chǎn)墊片材料的選擇可參見下表。表 1 2 墊片性能和使用溫度二工藝流程簡(jiǎn)圖三板式換熱器的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)假定流程數(shù) n1，n2假定流道數(shù) m1，m2計(jì)算 Tm 及 Re，Pr求解1，2及K的值計(jì)算傳熱面積 A計(jì)算安全系數(shù)，若不滿足要求，重新假定流程數(shù)計(jì)算壓降 PP P 允 如不滿足要求，重新假定流道數(shù)此方案可選用南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)

16、3.2 工藝物性數(shù)據(jù)水：入口溫度 t1 =30出口溫度 t2 =50定性溫度3050 查表得：tm =2=40表 3-1油： 入口溫度 T1 =100出口溫度 T2 =40油定性溫度下的物性參數(shù)：名稱（ kg/m3）（ Pa.s ）(W/m. )Cp (kj / . )油8252.22-40.148.66 10表 2-23.3 板式換熱器的計(jì)算3.3.1計(jì)算熱負(fù)荷及水流量Q1(T1T2 )5000 10002.22103 (100 40)9.44 104 ( )q C p124583600Wq2Q9.441041.13kg sC p 2 (t2 t1 )4.174103203.3.2計(jì)算逆流平

17、均溫度差及冷卻流量t1T1t21005050 t 2T2t1403010t mt1t2501024.85lnt1ln 5t23.4 初選換熱面積粘度小于0.510-3 Pa.s油與水換熱時(shí)列管式的換熱器的K 值大約為300800W/(m. ), 而板式換熱器的傳熱系數(shù)為列管式換熱器的2 4 倍，則可初估為南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)1000 W(m . ) 。初步估計(jì)換熱面積 : SQK9.441043.80(m2 )tm24.8510003.5 方案一：1. 初選 BR0.1 型板式換熱器，其單通道橫截面面積為6.56 10 -4 m2 ，實(shí)際單板262。油的流程數(shù)為 6，每程通道數(shù)

18、為 2；傳熱面積為 0.109 m。試選組裝形式 4 -342水的流程數(shù)為 3，每程通道數(shù)為 4；換熱面積為 4m因?yàn)樗x板型為混流，采用列管式換熱器的溫差校正系數(shù)：T 1T 210040t 2t15030Rt1503 ， RT 1t 21000.4t 23050查三殼程溫差校正系數(shù)圖，得0.97所以 tmtm0.97 24.8524.1校正后的初估換熱面積： S9.441043.91 m224.11000核算總傳熱系數(shù) K油測(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù) 1流速 u1255110 40.655m / s360028256.56采用 0.1m2 的人字形板式換熱器，其板間距4mm，當(dāng)量直徑 D e2.0 .

19、008 mDeu1 10.0080.6558254992Re18.6610 41cp112.221038.6610 413.73Pr110.14油被冷卻，取 ()0. 140.95w油的換熱系數(shù)：10.18 1 Re10.7 Pr10.43 ()0.140.180.1449920.7 13.730.43 0.95 3581.2W /(m2 .K )D ew0.008(2) 水側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)2南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)流速 u21.130.435m / s46.5610 4992.2Deu2 20.008 0.435992.2Re26.5310 45287.72cp 2 24.174

20、1036.5310 4Pr20.6534.292水被加熱，取取 ()0.141.05w水的換熱系數(shù)：20.18 2 Re20. 7 Pr20.43 () 0.140.18 0.6355287.70.74.290.43 1.05 11336.1W /(m2 .K )D ew0.008(3)金屬板的熱阻 bw板材為不銹鋼（ 1Gr18Ni9Ti ），其導(dǎo)熱系數(shù)w =16.8 W/(m 2 . ) ，板厚 0.8 ，則 b =0.0000476(m 2 . ) / W(4)w污垢熱阻油側(cè)： R1=0.000052(m2 . ) / W ，水側(cè)： R2=0.000043(m2 . ) / W(5） 1

21、1R1bR21K1w210.0000520.0000476 0.00004315.1 10 4 ( m2.。C ) /W3581.211336 .1K1961W /(m2 .。C)3.傳熱面積 SQ 9.44 104 2.00(m2 ) K tm 1961 24.1安全系數(shù)為24- 1 0.109 2.00，傳熱面積的裕度可滿足工藝要100 %=25.4%2.00求。4.壓降計(jì)算南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)圖 3-10.1m 2 人字形板式換熱器Pu （油 - 水）油 :u1=0.655m/sP2.4105 pa 5105 pa水 :u2=0.435m/sP0.5105 pa 5105

22、 pa油和水的壓降都滿足要求 ,此方案可行 .故所選板式換熱器規(guī)格型號(hào) ;BR0.1 5/ 4623.6 方案二：120341. 初選 BR0.1 型板式換熱器，其單通道橫截面面積為6.56 10 -4 m2 ，實(shí)際單板傳熱面積為243。油的流程數(shù)為 4，每程通道數(shù)為 3；0.109 m。試選組裝形式 4 -622水的流程數(shù)為 6，每程通道數(shù)為 2；換熱面積為4m因?yàn)樗x板型為混流，采用列管式換熱器的溫差校正系數(shù)：RT 1T 2100403 ， Rt 2t150300.4t 2t15030T 1t 210050查溫差校正系數(shù)圖，得0.97所以 tmtm0.9724.8524.1校正后的初估換熱

23、面積：S9.441043.91 m224.11000核算總傳熱系數(shù) K油測(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù) 1流速 u125510.436m / s38256.5610 43600采用 0.1 m2 的人字形板式換熱器，其板間距4mm，當(dāng)量直徑 D e2.0 .008 m南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)Deu1 10.008 0.436825Re18.6610 433281cp112.221038.66104Pr10.1413.731油被冷卻，取 ()0. 140.95w油的換熱系數(shù)：10.18 1 Re10.7 Pr10.43 ()0.140.180.1433280.7 13.730.43 0.95 26

24、96.3W /(m2 .K )D ew0.008水側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù) 2流速 u21.1310 40.87 m / s26.56992.2Deu2 20.008 0.87992.210575.4Re26.5310 42cp 2 24.1741036.53 104Pr20.6534.292水被加熱，取取 ()0.141.05w水的換熱系數(shù)：20.18 2 Re20. 7 Pr20.43 () 0.140.18 0.63510575.40. 7 4.290 .43 1.05 18415.5W /(m2 .K )D ew0.008(3)金屬板的熱阻 bw板材為不銹鋼（ 1Gr18Ni9Ti ），其導(dǎo)熱

25、系數(shù)w =16.8 W/(m 2 . ) ，板厚 0.8 ，則 b =0.0000476(m 2 . ) / W(5)w污垢熱阻油側(cè)： R1=0.000052(m2 . ) / W ，水側(cè)： R2=0.000043(m2 . ) / W南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)(5） 11R1bR21K1w210.0000520.0000476 0.00004315.68 10 4 ( m2.。C ) /W2696.318415 .51760W /( m2.。C )3.傳熱面積 SSQ9.441042.23(m2 )Ktm176024.1安全系數(shù)為24 -10.1092.23100 %=12.4%，

26、傳熱面積的裕度可滿足工藝要2.23求。壓降計(jì)算油 :u1=0.436m/sP 1.6105 pa 5 105 pa水 :u2=0.87/sP3.6 105 pa 5105 pa油和水的壓降都滿足要求 ,此方案可行 .故所選板式換熱器規(guī)格型號(hào) ;BR0.15 / 4433.7 方案三：120621. 初選 BR0.1 型板式換熱器，其單通道橫截面面積為6.56 10 -4 m2 ，實(shí)際單板243。油的流程數(shù)為 4，每程通道數(shù)為 3；傳熱面積為 0.109 m。試選組裝形式 4 -342水的流程數(shù)為 4，每程通道數(shù)為 3；換熱面積為4m因?yàn)樗x板型為混流，采用列管式換熱器的溫差校正系數(shù)：RT 1T

27、 2100403 ， Rt 2t150300.4t 2t15030T 1t 2100 50查溫差校正系數(shù)圖，得0.97所以 tmtm0.9724.8524.1校正后的初估換熱面積： S9.441043.91 m224.11000核算總傳熱系數(shù) K(1) 油測(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)1南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)流速 u125510.436m / s360038256.5610 4采用 0.1m2 的人字形板式換熱器，其板間距4mm，當(dāng)量直徑 D e2.0 .008 mDeu1 10.008 0.436825Re18.6610 433281cp112.221038.66104Pr10.1413.7

28、31油被冷卻，取 ()0.140.95w油的換熱系數(shù)：1 0.181 Re10.7 Pr10.43 ()0.140.180.1433280.7 13.730.43 0.95 2696.3W /(m2 .K )D ew0.008水側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù) 2流速 u21.130.58m / s36.56992.210 4Deu220.008 0.58992.27050.3Re26.531042cp 2 24.1741036.53 10 44.29Pr20.6532水被加熱，取取 ()0.141.05w水的換熱系數(shù)：2 0.18 2 Re20. 7 Pr20.43 () 0.140.18 0.635705

29、0.30.74.290.43 1.05 13865.0W /( m2 .K )D ew0.008(3) 金屬板的熱阻bw板材為不銹鋼（1Gr18Ni9Ti ），其導(dǎo)熱系數(shù)w =16.8 W/(m2.)，板厚0.8，南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)則 b =0.0000476(m 2 . ) / Ww污垢熱阻油側(cè)： R1=0.000052(m2 . ) / W ，水側(cè)： R2=0.000043(m2 . ) / W(5） 11R1bR21K1w210.00005215.86 104(m2 。2696.30.0000476 0.000043.C)/W13865 .01707W /(m2.。C)

30、3.傳熱面積 SQ 9.44 104 2.30(m2 ) K tm 1706 24.1安全系數(shù)為24 -10.1092.30100 %=9%，傳熱面積的裕度可滿足工藝要求。2.30壓降計(jì)算油 :u1=0.436m/sP1.6105 pa 5 105 pa水 :u2=0.58m/sP2.4105 pa 5105 pa油和水的壓降都滿足要求 ,此方案可行 .故所選板式換熱器規(guī)格型號(hào) ;BR0.1 5/ 443120433.8 方案確定及設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表方案名稱板片塊數(shù)安全系數(shù)K方案一2425.4%1961方案二2412.4%1760方案三249%1707將三個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，從板片數(shù)，換熱系數(shù)，占內(nèi)地

31、面積，經(jīng)濟(jì)成本，安全等方面綜合考慮，選擇第二種方案。換熱面積（ m2）換熱器類型：人字形板式油水換熱器2.23裕度12.4%技術(shù)參數(shù)：物料名稱油側(cè)水側(cè)操作溫度（）100/4050/30南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)流體密度（kg/m3）流速 u（m/s）總傳熱量 Q（ kW ）總傳熱系數(shù) K（W/m2 . ）對(duì)流傳熱系數(shù)（W/m2 . ）污垢系數(shù)（ W/m2 . ）推薦使用材料換熱器規(guī)格板片尺寸（長(zhǎng) * 寬* 厚mm）2有效傳熱面積（ m ）平均板間距（ mm）2平均流道橫截面積（mm ）825992.20.4360.8794.417602696.318415.50.0000520.00

32、00431Gr18Ni9TiBR0.1 5 /4436 2658 244 0.70.109人字形波紋40.0006560.008四輔助設(shè)備的選型4.1.水泵及水管的選型水的質(zhì)量流量 qm1.13kg / s，體積流量 qvqm1.1410 3 m3 / sqv1.1410 341mdu40.874選取 504mm 的水管 , 管路總長(zhǎng) 20m，其中換熱器截面高出蓄水池水平面15m，吸入管路長(zhǎng) 5m。管內(nèi)流速 u=0.87m/s ，Re=10575.4選擇新的無縫鋼管，取其絕對(duì)粗糙度0.2 ，相對(duì)粗糙度0.20.00488 ，410.03d查表得摩擦系數(shù)截止閥全開時(shí)的阻力系數(shù)16.0，南京工業(yè)大

33、學(xué)材料工程原理B 課程設(shè)計(jì)兩個(gè) 900 彎頭的阻力系數(shù)20.7521.5；管路的壓頭損失為H f(l) u 2(0.03206.01.5)0.8720.85md2g0.04129.81則揚(yáng)程 HZH f150.8515.85m根據(jù)水的體積流量q1.141033600m3/h ；揚(yáng)程H 15.85m （水v4.104柱） ，可從離心泵規(guī)格表中選用IS50-32-250 的離心泵。4.2.油泵及油管的選型油的質(zhì)量流量 qm50001030.71kg / s ，體積流量： qvqm0.8610 3 m3 / s82453600dqv0.8610 3mm50u0.43644選取604mm 的無縫鋼管管路總長(zhǎng) 10m，其中換熱器平面高出油泵平面10m，吸入管路長(zhǎng) 5m。管內(nèi)流速 0.436m/sRe 3.23 103取其絕對(duì)粗糙度0.2 ，相對(duì)粗糙度0.20.00450d查表得摩擦系數(shù)0.046 ，截止閥全開時(shí)的阻力系數(shù)1兩個(gè) 900 彎頭的阻力系數(shù)2管路的壓頭損失為6.0，0.7521.5 ；H flu 2106.00.43620.16 m()(0.0461.5)d2g0.052 9.81則揚(yáng)程 HZH f 100.16 10.16m根據(jù)油的體積流量 q0.861033600m3/h ；揚(yáng)程 H10.16m ，v3.096南京工業(yè)大學(xué)材料工程原理B 課程