化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程

化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程2024/3/28化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)計(jì)算中的選擇----依據(jù)：技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上優(yōu)化1.評(píng)價(jià)換熱器好壞的主要指標(biāo)：Δp,K2.冷卻水出口溫度選擇：t2選大了,易結(jié)垢,Δtm小,A↑,設(shè)備費(fèi)用大；t2選小了,qm2用量大,操作費(fèi)用大。經(jīng)濟(jì)上權(quán)衡定t2。一般Δtm≮10℃。3.t1的確定,如用水,冬天t1低,夏天t1高,取哪個(gè)？4.選流向：逆流：Δtm大,qm2用量小,溫度范圍寬；化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程并流：壁溫較均勻,出口溫度t2不會(huì)過(guò)高,適合于熱敏性物料、高粘性液體5.選流速：K和Δp的權(quán)衡.例：?jiǎn)喂艹谈碾p管程,管程、殼程都盡量達(dá)到湍流6.選結(jié)構(gòu)：固定管板式—溫差較小時(shí)用;溫差<50℃溫差大時(shí)考慮熱脹冷縮:膨脹節(jié),浮頭式,U形管式7.選通道：易結(jié)垢的、腐蝕性的、高壓的流體走管程；蒸汽冷凝走殼程，流量小粘度大的走殼程化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程管殼式換熱器化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程通常,換熱器已有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),定型產(chǎn)品成本低,只要適當(dāng)選型即可管殼式換熱器選型：已知：T1,T2,qm1,t1及介質(zhì)熱負(fù)荷：Q=qm1Cp1(T1-T2)選t2,求按流體種類(lèi)由K值大致范圍(231頁(yè))選K估選型號(hào),算化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程Re>2000K計(jì)算，ΔP計(jì)算是否ΔP計(jì)算<ΔP允許是否結(jié)束化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程化工原理(上冊(cè))課程設(shè)計(jì)課題：管殼式換熱器選型工藝要求：熱流體：有機(jī)物T1,T2處理量qm1冷流體：水,t1流程要求：化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)要求：1.選用一臺(tái)合適的換熱器2.合理安排管路(閥門(mén)、彎頭等)3.選用一臺(tái)合適的離心泵(用于輸送冷卻水)化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)報(bào)告所含內(nèi)容：1．設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2．初選換熱器的尺寸規(guī)格①選t2(參見(jiàn)215頁(yè))②查冷、熱流體物性(附錄)③選流動(dòng)方式(逆、并、復(fù)雜流)④初估K值(參見(jiàn)231頁(yè))⑤計(jì)算熱負(fù)荷Q,Δtm逆,ψ,Δtm,A估⑥按換熱器標(biāo)準(zhǔn)初選型號(hào)(參見(jiàn)298頁(yè))查定管徑、長(zhǎng)度、排列等參數(shù),列成表格⑦確定管、殼程通道(參見(jiàn)225頁(yè))化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程3．計(jì)算管程的壓降和給熱系數(shù)①根據(jù)管程流通面積算流速,并對(duì)照表6-9,10(可調(diào)節(jié)管程數(shù)),計(jì)Re②計(jì)管程壓降(式6-151,152)③算管程給熱系數(shù)(式6-41)4．計(jì)算殼程壓降和給熱系數(shù)①根據(jù)殼程流通面積算流速,并對(duì)照表6-9,10(可調(diào)節(jié)折流板間距)化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程殼程②計(jì)算殼程壓降(式6-154,155,156)③算殼程給熱系數(shù)(式6-146)化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程5．核算傳熱系數(shù)、傳熱面積①選擇適當(dāng)?shù)墓笇訜嶙鑂(見(jiàn)210頁(yè))②計(jì)算K計(jì)值③算④換熱器實(shí)際面積⑤校核6.管路安排管、閥件的確定,He泵,qV泵7.合適離心泵的選定化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程8.設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表重要的數(shù)據(jù)，設(shè)備型號(hào)換熱器設(shè)計(jì)參考：陳英南、劉玉蘭編《常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)》華東理工大學(xué)出版社2005年統(tǒng)一報(bào)告本，12月31日交化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程6.7換熱器操作型問(wèn)題設(shè)計(jì)時(shí)，主要變動(dòng)A操作時(shí)，主要變動(dòng)K,Δtm1.操作調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)t1,qm2Cp2①qm2↑,t2

,T2

,K

,Q

。

化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程可能性分析：Q能力>Q衡算Q能力<Q衡算Q能力=Q衡算T2↓,t2↓，↑,Q=qm1Cp1(T1-T2)↑化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程qm2調(diào)節(jié)的極限，qm2→∞，t2極限=t1化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程②t1↓,t2

,T2

,Q

。

分析：Q=qm1Cp1(T1-T’2)Q=KAΔtm

不增加KA不變，Δtm應(yīng)當(dāng)增加，操作線應(yīng)上移t1↓,t2↓,T2↓,Q=qm1Cp1(T1-T’2)↑輸出與輸入為線性順變關(guān)系化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程2.操作型計(jì)算①第一類(lèi)：已知KA,T1,t1,。求：T2,t2逆流：化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程并流：化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程②第二類(lèi)：已知：KA,T1,T2,qm1,t1求：t2,qm2要試差才能解原因：計(jì)算式的非線性逆流：求出t2后化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程例1原為單管程167kPa(表)T=130℃,t1=80℃,t2=100℃,管內(nèi)流動(dòng)為湍流,為提高t2①改為雙管程,t2’=?②不改雙管程，要達(dá)到同樣t2’,提高T至多少？化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程解：①改雙管程，流速加倍α蒸汽>>α有機(jī)液K≈α有機(jī)液∝u0.8,得t2’=109.5℃化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程②仍為單管程,K值不變得T’=153.6℃相當(dāng)于426kPa(表)化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程例2一逆流套管換熱器,熱空氣走管內(nèi),冷水走環(huán)隙，熱空氣一側(cè)傳熱阻力控制,冷、熱流體進(jìn)出口溫度為t1=30℃,t2=45℃,T1=110℃,T2=80℃。求：當(dāng)熱空氣流量qm1加倍時(shí)，T’2,t’2=?思路：先解舊工況的數(shù)群和的值，再用新工況的和求T’2,t’2?；ぴ?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程解：新工況：qm1’=2qm1化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程K≈α1∝qm10.8因Δtm=T1-t2’=T2’

-t1Q’=qm2Cp2(t2’-t1)=K’A(T1-t2’),t2’=55.1℃

T2’=84.9℃

化工原理?yè)Q熱器設(shè)計(jì)流程6.8非定態(tài)傳熱已知：G(kg),qm(kg/