列管式换热器 1

轻工食品学院

食品工程原理课程设计

列管式换热器的设计

班姓学指提

级名号

导交

教日

师期

食品081 谢兰方 [1**********]9

张宏康 2010-12-30

引言 ..................................................................................................................................................... 3 1.1.设计题目的目的和意义 ................................................................................................................. 3 1.2.实习内容和要求： ......................................................................................................................... 3 2. 设计任务书 ......................................................................................................................................... 4

2.1.题目：列管式换热器的设计 ......................................................................................................... 4 2.2.原始数据和操作条件： ................................................................................................................. 4 2.3.设计任务内容： ............................................................................................................................. 4 2.4.换热器设计说明: ........................................................................................................................... 4 3. 列管式换热器的设计流程图 ............................................................................................................. 5 4. 确定设计方案 ..................................................................................................................................... 6

4.1.选择换热器的类型 ......................................................................................................................... 6 4.2.流体流入空间的选择 ..................................................................................................................... 6 4.3.流向的选择 ..................................................................................................................................... 6 4.4.确定物性数据 ................................................................................................................................. 6 5. 初算传热面积 ..................................................................................................................................... 8

5.1.计算热负荷（忽略热损失） ......................................................................................................... 8 5.2.加热水用量（忽略热损失） ......................................................................................................... 8 5.3.传热平均温度差 ............................................................................................................................. 8 5.4.计算传热面积 ................................................................................................................................. 8 6. 列管换热器结构设计 ......................................................................................................................... 8

6.1.选管子规格 ..................................................................................................................................... 8 6.2.总管数和管程数 ............................................................................................................................. 8 6.3.确定管子在管板上的排列方式 ..................................................................................................... 9 6.4.壳体的内径确定 ............................................................................................................................. 9 6.5.绘管板布置图确定实际管子数目 ................................................................................................. 9 6.6.折流挡板 ....................................................................................................................................... 10 6.7.其他附件 ....................................................................................................................................... 10 6.8.接管 ............................................................................................................................................... 11 7. 传热面积校核 ................................................................................................................................... 11

7.1.传热温度差的校核 ....................................................................................................................... 12 7.2.总传热系数K的计算 ................................................................................................................... 12 7.3.传热面积校核 ............................................................................................................................... 14 8. 壁温的计算 ....................................................................................................................................... 14

8.1.换热管壁温 ................................................................................................................................... 14 8.2.壳体壁温 ....................................................................................................................................... 15 9. 核算压力降 ....................................................................................................................................... 15

9.1.管程压力降 ................................................................................................................................... 15 9.2.壳程压力降 ................................................................................................................................... 16 10. 计算结果 ........................................................................................................................................... 18 11. 重要符号说明 ................................................................................................................................... 19

12. 13. 换热器结构图 ................................................................................................................................... 20 参考文献 ........................................................................................................................................... 21

1. 引言

1.1.设计题目的目的和意义

通过食品工程原理课程设计，进一步巩固理论教学所学过的知识，学习运用书本知识，学会工程设备设计的基本方法和基本技能，学习各种食品工程图表的使用方法，学习利用图书馆，和电子计算机获取资料的方法，提高分析问题和解决工程设计问题的能力。通过文件的整理过程提高文档综合处理能力。为毕业设计和以后的工作奠定良好的基础。

1.2.实习内容和要求：

1 掌握工程设计基本知识、基本方法

2 学习工程常用工具书的使用方法，正确使用工程数据、图表 3 学习利用图书馆，和电子计算机获取资料的方法

4 进一步熟练掌握物料衡算，热量衡算的方法，提高工艺计算实际工作能力 5 加强图纸表达能力，和文档能力。提高分析问题和解决工程问题的能力

2. 设计任务书

2.1.题目：列管式换热器的设计

列管式超高温瞬时灭菌机的工艺原理如图所示：

超高温灭菌的工艺原理

根据上述工艺流程图，试设计超高温瞬时灭菌机的一列管式换热器

2.2.原始数据和操作条件：

试设计一台列管式换热器，要求将牛奶从4℃升温到85℃，日处理牛奶90T，加热蒸气入口温度为140℃，则水蒸气出口温度为45℃。

试设计能完成上述任务的列管式换热器。

2.3.设计任务内容：

设计计算列管式换热器的热负荷、传热面积、换热管、冷却水的用量、传热面积、管子的尺寸与排列方式的确定，以及总传热系数和传热面积的校核。

绘制列管式换热器的装配图。编写课程设计说明书。

2.4.换热器设计说明:

①根据设计任务简述所没计的设备在生产中的作用。②画出工艺流程示意图。③说明选用该设备的理由、依据和优缺点。④设计中遇到的特殊问题及解决方法。

在工业生产中，要实现热量的交换，须采用一定的设备，此种交换器的设备统称为换热器。

固定管板式换热器主要由壳体、管束、管板、封头和折流挡板等部件组成。分为管程和壳程两部分。有管程和多管程，单壳程和多壳程，因此要根据物料地性质和工艺条件来设计选用不同型号的设备，从而达到高效的目的。

3. 列管式换热器的设计流程图

根据原始数据和操作条件，设计了列管式换热器流程图，如下图所示：

图1换热器的设计流程图

4. 确定设计方案

4.1.选择换热器的类型

两流体的温度变化情况：

冷流体的进口温度为4℃，出口温度为85℃。

热流体的进口温度为140℃，根据经验，选择水温降低95℃，水蒸气出口温度为45℃。(140+45)/2—(85+4)/2=48﹤50

从两流体的温度来看，由于两流体温差

4.2.流体流入空间的选择

该设计任务的热流体为水蒸气，冷流体为牛奶，为使牛奶通过壳体壁面向空气中吸热，提高加热效果，故使牛奶走壳程，另外，水也较易结垢，为便于提高流速减少污垢生成，以及便于清除污垢，使水走管程。

4.3.流向的选择

因工艺上无特殊要求，逆流操作有利于传热效果，所以选用逆流操作。

4.4.确定物性数据

T1T2485

44.5C 22

tt14045

水蒸气的定性温度： t1292.5C

牛奶的定性温度： T

(表一)两流体在定性温度下的物性数据

[1]

5. 初算传热面积

5.1.计算热负荷（忽略热损失）

90103

Qqm1cp1(T1T2)3.89103(854)7.87105W

103600

5.2.加热水用量（忽略热损失）

qm2

Q7.87105

1.98kg/s7144kgh 3

cp2(t2t1)4.17410(14045)

5.3.传热平均温度差

按逆流计算得：

tm

t1t2(14085)(454)

48.27C t14085

lnln1

454t2

5.4.计算传热面积

根据牛奶的粘度，传热系数K的大致范围[2]，取K=1200W/ 则估算传热面积：

Q7.87105A估13.59m2

Kt120048.27

考虑15%的面积裕度，取实际面积为估算面积的1.15倍，则实际估算面积为：

A实1.1513.5915.63m2

6. 列管换热器结构设计

6.1.选管子规格

按照管子规格的选取标准[3]，选用25mm 2.5mm的无缝钢管，管长l3m。

6.2.总管数和管程数

总管数

n

A实



15.63

57根

3.140.0253

d0l

按照单程流速的计算[4]：

1.98

quV0.22m/s 22

din0.7850.02574

单程流速较低，为提高传热效果考虑采用多程管。按管程流速的推荐范围，选管程流速为u0.5m/s，所以管程数为

m

u0.52 u0.22

6.3.确定管子在管板上的排列方式

因为管程为双程，故采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。

管子与管板采用焊接结构。

管心距取 a1.25d01.252531.2532mm 查表可知，隔板相邻管心距：ac=44mm

6.4.壳体的内径确定

采用多管程结构，壳体内径可按式D1.05a



估算。取管板利用率0.8，则壳

体内径为：D1.051.05300mm 按壳体标准圆整取 D300mm 换热器长径比

l310，在范围内。 D0.3

6.5.绘管板布置图确定实际管子数目

由管板布置图知到实际排管数为70根，扣除4根拉杆，则实际换热管数为66根。取管板厚度为40mm，设管子与管板焊接时伸出管板长度为3mm，所以换热器的实际传热面积：

And0(l20.0420.003)

573.140.025(320.0420.003) 15.10m2

管程实际流速：

9000

ui0273m/s

2di0.022m424

6.6.折流挡板

采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20％，则切去圆缺高度为：

h0.2530075mm

因壳程为单相清洁流体，所以折流板却口水平上下布置。缺口向上的折流板底部开一90°小缺口，以便停机时排净器内残液。[5] 取折流板间距 (0.2D

l3000

1119(块）

B150

6.7.其他附件

按附件的规格选用标准[6]，选拉杆直径为16mm，拉杆数量为4根，布置如图一。

图一

6.8.接管

管程流体进出口接管。取管程内流速u1.8m/s

0.0415m 则接管内径的计算[7]：

d1

按管子标准圆整，取管程流体进出口接管规格为60mm3mm无缝钢管。壳程流体进出口接管。取管内流速u1.8m/s

0.0375m 则接管内径的计算 [7]

：d2

按管子标准圆整，取壳程流体进出口接管规格为45mm3mm无缝钢管。

7. 传热面积校核

7.1.传热温度差的校核

根据P和R的计算公式[8]：

P

t2t1854

≈0.6 T1t11404

R

T1T214045

1.17 t2t1854

根据P、R值，查温差校正系数图t=0.92>0.8，所以选用单壳程可行。

tmtm逆0.9248.2744.41

7.2.总传热系数K的计算

管内膜传热系数

因为管内流体无相变化，在圆形直管内作强制湍流时，而且低于2倍常温水的粘度，而且流体被加热，所以传热系数公式选用：

a0.023



0.8

0.4

du0.8cp0.4

0.023()()

di

代入计算得：

Re

du



0.020.2731023.5

2528.6

2.21103



cp

3.891032.21103

Pr15.09

0.5698

0.5698650.80.42

ai0.023RePrf0.0232528.615.09（1）1023.76W/(mC)1.8

di0.022528.6



0.80.4

管外膜传热系数

水蒸气饱和温度下的压力为80KPa，查表得3J/Kg

流体被冷却，水蒸气在水平管外了冷凝的对流传热系数可用下列公式计算：

列管式换热器

23g

1-1 a0.07252

n3dt

o

传热当量直径de的计算与管子排列方式有关。因为管子三角形排列，所以传热当量直径为

4(de

2233.14td0)4(0.03220.025)0.02m d03.140.025

1-1式中的流速u根据流体流过管间的最大截面S计算

SBD(1

) u



所以壳程流通截面积：

SBD(1



)0.150.3(1

0.025

)0.0099m2 0.032

壳程流体流速：

u

qV1.98200m/s S.46340.0099

代入计算得：

Re

du



0.022000.4634

6191

0.2994103



cp

3.891032.21103

Pr15.09

0.5698

233

234

g0.46349.810.635227710

a0.072520.07252n3dt3

570.29940.02592.5o

123042.2W/(m2C)

污垢热阻力和管壁热阻管内、外热阻分别取[9]：

Ri2.0104m2C/W， R01.76104m2C/W。

已知0.0025m；取碳钢导热系数45.4W（。 /mC）总传热系数K 总传热系数K 为

K

0Ri00R0aidididma0



25250.002525

0.0000.001023.76202045.422.5

)

123042.2



W9m/2(C 588.2

7.3.传热面积校核

Q7.8710

27.m72 所需的传热面积 A

Ktm588.2948.27

前已算出换热器的实际传热面积A31.25m2，则

A31.251.12 A27.7

为保证换热器操作的可靠性，一般应使换热器的面积裕度大于10％～25％。现在该换热器有16％的面积裕度，在10％～25％范围内，能够完成生产任务

8. 壁温的计算

为检验所选换热器的型式是否合适，是否需要加设温度补偿装置等，所以要计算其壁温。

8.1.换热管壁温

换热管壁温可由下式估算。

tw

a1Tma2tm

a1a2

由上面计算知a1a0123042.2W/(m2C)；a2ai1023.76W/(m2C)；

Tm0.4T10.6T20.4850.6436.4C

tm0.4t20.6t10.41400.64583C

所以换热管平均温度为：

tw

123042.236.41023.7683

36.78oC

123042.21023.76

8.2.壳体壁温

壳体壁温的计算方法与传热管壁温的计算方法类似。这里由于传热条件使壳体壁温接近于介质温度，所以壳体壁温可取壳程流体的平均温度。即Tw43.5C 壳体壁温与传热管壁温之差为：

t44.536.787.72C

9. 核算压力降

9.1.管程压力降

对于多程换热器，其总阻力为各程直管阻力、回弯管阻力及进出口阻力之和。相比之下，进出口的阻力较少，一般可忽略不计。因此，管程总阻力的计算式为

p

(p1p2)FtNsNp

Ft为管程校正系数，对Ф25×2.5mm的管子取1.4 Ns为串联的壳程数 Np为管程数

已知：Ft1.4；Ns1；Np6；ui0.193m/s；Rei2528.6（湍流）；对于碳钢管，取管壁粗糙度[10] 0.1mm





0.1

0.005 20

由Re关系图查得 0.03 3所以计算得：

lui231023.50.2732

p10.5698342117

di20.022

1023.50.2732

p23()3()114.42

ui2

p

(342117114.42)1.429899.6Pa

9.2.壳程压力降

由于壳程流体的流动状况较为复杂，计算压力降的方法较多，用不同的公式计算结果往往偏差较大。下面选用较通用的埃索计算公式：

p

p2)FsNs (p1

2u0

2Bu0

Ff0b(NB1)NB(3.5其中p1 p2 )

2D2

Fs为壳程结垢校正系数，对于液体Fs＝1.15

管子的排列方式按正三角形所以F＝0.5

，b8.3 折流挡板间距 B＝0.15m 折流档板数 NB＝19块

(Db)0.15(0.3壳程流通截面积 SB0d

8.30.025m)2 0.0138

1.98q

壳程流速 u0V209m/s

S0.00138Re0

d0u0





0.0253090.4634

11956>500 符合公式要求

0.2994103

2.28

f05.0Re05.0119560.2280.845

所以

0.46342092

0.50.9078.3(191)p13394.5pa

2Bu0

NB(3.5p2)

20.150.46342092

19(3.5)

0.32

2200.4Pa

已知 Fs1.15； Ns1，有

p

(3394.52200.4)1.1516434Pa

计算结果表明，管程和壳程的压力降均能满足设计要求。设计结果为：选用固定管板式换热器

10. 计算结果

根据上述所计算的结果，汇列如下表：

(表二)计算结果一览表

11. 重要符号说明

文章涉及到的重要符号说明如下：

（表三）重要符号说明

12. 换热器结构图

设计出的换热器结构如下图：

参考文献

13. 参考文献

[1]刘光启.马连湘.刘杰>

[2]匡国柱，史启才主编．《化工单元过程及设备课程设计》．化学工业出版社，2002-1

（1）

[3]钱颂文主编．《换热器设计手册》．化学工业出版社，2002-8（1）

[4]王明辉主编．《化工单元过程设课程设计》．化学工业出版社，2002-6（1）

[5]匡国柱，史启才主编．《化工单元过程及设备课程设计》．化学工业出版社，2002-1

（1）

[6]钱颂文主编．《换热器设计手册》．化学工业出版社，2002-8（1）

[7]钱颂文主编．《换热器设计手册》．化学工业出版社，2002-8(1)

[8]王志魁主编．《化工原理》．化学工业出版社，1998-10(2)

[9]中国石化集团上海工程有限公司编．《化工工艺设计手册》．上册．化学工业出版社，2003-8(3)

[10]王明辉主编．《化工单元过程设课程设计》．化学工业出版社，2002-6(1)

[11]王志魁主编．《化工原理》．化学工业出版社，1998-10(2)

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食品工程原理课程设计

列管式换热器的设计

班姓学指提

级名号

导交

教日

师期

食品081 谢兰方 [1**********]9

张宏康 2010-12-30

1. 引言

1.1.设计题目的目的和意义

1.2.实习内容和要求：

1 掌握工程设计基本知识、基本方法

2 学习工程常用工具书的使用方法，正确使用工程数据、图表 3 学习利用图书馆，和电子计算机获取资料的方法

4 进一步熟练掌握物料衡算，热量衡算的方法，提高工艺计算实际工作能力 5 加强图纸表达能力，和文档能力。提高分析问题和解决工程问题的能力

2. 设计任务书

2.1.题目：列管式换热器的设计

列管式超高温瞬时灭菌机的工艺原理如图所示：

超高温灭菌的工艺原理

根据上述工艺流程图，试设计超高温瞬时灭菌机的一列管式换热器

2.2.原始数据和操作条件：

试设计一台列管式换热器，要求将牛奶从4℃升温到85℃，日处理牛奶90T，加热蒸气入口温度为140℃，则水蒸气出口温度为45℃。

试设计能完成上述任务的列管式换热器。

2.3.设计任务内容：

设计计算列管式换热器的热负荷、传热面积、换热管、冷却水的用量、传热面积、管子的尺寸与排列方式的确定，以及总传热系数和传热面积的校核。

绘制列管式换热器的装配图。编写课程设计说明书。

2.4.换热器设计说明:

在工业生产中，要实现热量的交换，须采用一定的设备，此种交换器的设备统称为换热器。

3. 列管式换热器的设计流程图

根据原始数据和操作条件，设计了列管式换热器流程图，如下图所示：

图1换热器的设计流程图

4. 确定设计方案

4.1.选择换热器的类型

两流体的温度变化情况：

冷流体的进口温度为4℃，出口温度为85℃。

热流体的进口温度为140℃，根据经验，选择水温降低95℃，水蒸气出口温度为45℃。(140+45)/2—(85+4)/2=48﹤50

从两流体的温度来看，由于两流体温差

4.2.流体流入空间的选择

4.3.流向的选择

因工艺上无特殊要求，逆流操作有利于传热效果，所以选用逆流操作。

4.4.确定物性数据

T1T2485

44.5C 22

tt14045

水蒸气的定性温度： t1292.5C

牛奶的定性温度： T

(表一)两流体在定性温度下的物性数据

[1]

5. 初算传热面积

5.1.计算热负荷（忽略热损失）

90103

Qqm1cp1(T1T2)3.89103(854)7.87105W

103600

5.2.加热水用量（忽略热损失）

qm2

Q7.87105

1.98kg/s7144kgh 3

cp2(t2t1)4.17410(14045)

5.3.传热平均温度差

按逆流计算得：

tm

t1t2(14085)(454)

48.27C t14085

lnln1

454t2

5.4.计算传热面积

根据牛奶的粘度，传热系数K的大致范围[2]，取K=1200W/ 则估算传热面积：

Q7.87105A估13.59m2

Kt120048.27

考虑15%的面积裕度，取实际面积为估算面积的1.15倍，则实际估算面积为：

A实1.1513.5915.63m2

6. 列管换热器结构设计

6.1.选管子规格

按照管子规格的选取标准[3]，选用25mm 2.5mm的无缝钢管，管长l3m。

6.2.总管数和管程数

总管数

n

A实



15.63

57根

3.140.0253

d0l

按照单程流速的计算[4]：

1.98

quV0.22m/s 22

din0.7850.02574

单程流速较低，为提高传热效果考虑采用多程管。按管程流速的推荐范围，选管程流速为u0.5m/s，所以管程数为

m

u0.52 u0.22

6.3.确定管子在管板上的排列方式

因为管程为双程，故采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。

管子与管板采用焊接结构。

管心距取 a1.25d01.252531.2532mm 查表可知，隔板相邻管心距：ac=44mm

6.4.壳体的内径确定

采用多管程结构，壳体内径可按式D1.05a



估算。取管板利用率0.8，则壳

体内径为：D1.051.05300mm 按壳体标准圆整取 D300mm 换热器长径比

l310，在范围内。 D0.3

6.5.绘管板布置图确定实际管子数目

And0(l20.0420.003)

573.140.025(320.0420.003) 15.10m2

管程实际流速：

9000

ui0273m/s

2di0.022m424

6.6.折流挡板

采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20％，则切去圆缺高度为：

h0.2530075mm

因壳程为单相清洁流体，所以折流板却口水平上下布置。缺口向上的折流板底部开一90°小缺口，以便停机时排净器内残液。[5] 取折流板间距 (0.2D

l3000

1119(块）

B150

6.7.其他附件

按附件的规格选用标准[6]，选拉杆直径为16mm，拉杆数量为4根，布置如图一。

图一

6.8.接管

管程流体进出口接管。取管程内流速u1.8m/s

0.0415m 则接管内径的计算[7]：

d1

按管子标准圆整，取管程流体进出口接管规格为60mm3mm无缝钢管。壳程流体进出口接管。取管内流速u1.8m/s

0.0375m 则接管内径的计算 [7]

：d2

按管子标准圆整，取壳程流体进出口接管规格为45mm3mm无缝钢管。

7. 传热面积校核

7.1.传热温度差的校核

根据P和R的计算公式[8]：

P

t2t1854

≈0.6 T1t11404

R

T1T214045

1.17 t2t1854

根据P、R值，查温差校正系数图t=0.92>0.8，所以选用单壳程可行。

tmtm逆0.9248.2744.41

7.2.总传热系数K的计算

管内膜传热系数

因为管内流体无相变化，在圆形直管内作强制湍流时，而且低于2倍常温水的粘度，而且流体被加热，所以传热系数公式选用：

a0.023



0.8

0.4

du0.8cp0.4

0.023()()

di

代入计算得：

Re

du



0.020.2731023.5

2528.6

2.21103



cp

3.891032.21103

Pr15.09

0.5698

0.5698650.80.42

ai0.023RePrf0.0232528.615.09（1）1023.76W/(mC)1.8

di0.022528.6



0.80.4

管外膜传热系数

水蒸气饱和温度下的压力为80KPa，查表得3J/Kg

流体被冷却，水蒸气在水平管外了冷凝的对流传热系数可用下列公式计算：

列管式换热器

23g

1-1 a0.07252

n3dt

o

传热当量直径de的计算与管子排列方式有关。因为管子三角形排列，所以传热当量直径为

4(de

2233.14td0)4(0.03220.025)0.02m d03.140.025

1-1式中的流速u根据流体流过管间的最大截面S计算

SBD(1

) u



所以壳程流通截面积：

SBD(1



)0.150.3(1

0.025

)0.0099m2 0.032

壳程流体流速：

u

qV1.98200m/s S.46340.0099

代入计算得：

Re

du



0.022000.4634

6191

0.2994103



cp

3.891032.21103

Pr15.09

0.5698

233

234

g0.46349.810.635227710

a0.072520.07252n3dt3

570.29940.02592.5o

123042.2W/(m2C)

污垢热阻力和管壁热阻管内、外热阻分别取[9]：

Ri2.0104m2C/W， R01.76104m2C/W。

已知0.0025m；取碳钢导热系数45.4W（。 /mC）总传热系数K 总传热系数K 为

K

0Ri00R0aidididma0



25250.002525

0.0000.001023.76202045.422.5

)

123042.2



W9m/2(C 588.2

7.3.传热面积校核

Q7.8710

27.m72 所需的传热面积 A

Ktm588.2948.27

前已算出换热器的实际传热面积A31.25m2，则

A31.251.12 A27.7

为保证换热器操作的可靠性，一般应使换热器的面积裕度大于10％～25％。现在该换热器有16％的面积裕度，在10％～25％范围内，能够完成生产任务

8. 壁温的计算

为检验所选换热器的型式是否合适，是否需要加设温度补偿装置等，所以要计算其壁温。

8.1.换热管壁温

换热管壁温可由下式估算。

tw

a1Tma2tm

a1a2

由上面计算知a1a0123042.2W/(m2C)；a2ai1023.76W/(m2C)；

Tm0.4T10.6T20.4850.6436.4C

tm0.4t20.6t10.41400.64583C

所以换热管平均温度为：

tw

123042.236.41023.7683

36.78oC

123042.21023.76

8.2.壳体壁温

t44.536.787.72C

9. 核算压力降

9.1.管程压力降

p

(p1p2)FtNsNp

Ft为管程校正系数，对Ф25×2.5mm的管子取1.4 Ns为串联的壳程数 Np为管程数

已知：Ft1.4；Ns1；Np6；ui0.193m/s；Rei2528.6（湍流）；对于碳钢管，取管壁粗糙度[10] 0.1mm





0.1

0.005 20

由Re关系图查得 0.03 3所以计算得：

lui231023.50.2732

p10.5698342117

di20.022

1023.50.2732

p23()3()114.42

ui2

p

(342117114.42)1.429899.6Pa

9.2.壳程压力降

由于壳程流体的流动状况较为复杂，计算压力降的方法较多，用不同的公式计算结果往往偏差较大。下面选用较通用的埃索计算公式：

p

p2)FsNs (p1

2u0

2Bu0

Ff0b(NB1)NB(3.5其中p1 p2 )

2D2

Fs为壳程结垢校正系数，对于液体Fs＝1.15

管子的排列方式按正三角形所以F＝0.5

，b8.3 折流挡板间距 B＝0.15m 折流档板数 NB＝19块

(Db)0.15(0.3壳程流通截面积 SB0d

8.30.025m)2 0.0138

1.98q

壳程流速 u0V209m/s

S0.00138Re0

d0u0





0.0253090.4634

11956>500 符合公式要求

0.2994103

2.28

f05.0Re05.0119560.2280.845

所以

0.46342092

0.50.9078.3(191)p13394.5pa

2Bu0

NB(3.5p2)

20.150.46342092

19(3.5)

0.32

2200.4Pa

已知 Fs1.15； Ns1，有

p

(3394.52200.4)1.1516434Pa

计算结果表明，管程和壳程的压力降均能满足设计要求。设计结果为：选用固定管板式换热器

10. 计算结果

根据上述所计算的结果，汇列如下表：

(表二)计算结果一览表

11. 重要符号说明

文章涉及到的重要符号说明如下：

（表三）重要符号说明

12. 换热器结构图

设计出的换热器结构如下图：

参考文献

13. 参考文献

[1]刘光启.马连湘.刘杰>

[2]匡国柱，史启才主编．《化工单元过程及设备课程设计》．化学工业出版社，2002-1

（1）

[3]钱颂文主编．《换热器设计手册》．化学工业出版社，2002-8（1）

[4]王明辉主编．《化工单元过程设课程设计》．化学工业出版社，2002-6（1）

[5]匡国柱，史启才主编．《化工单元过程及设备课程设计》．化学工业出版社，2002-1

（1）

[6]钱颂文主编．《换热器设计手册》．化学工业出版社，2002-8（1）

[7]钱颂文主编．《换热器设计手册》．化学工业出版社，2002-8(1)

[8]王志魁主编．《化工原理》．化学工业出版社，1998-10(2)

[9]中国石化集团上海工程有限公司编．《化工工艺设计手册》．上册．化学工业出版社，2003-8(3)

[10]王明辉主编．《化工单元过程设课程设计》．化学工业出版社，2002-6(1)

[11]王志魁主编．《化工原理》．化学工业出版社，1998-10(2)

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