1、换热器设计 动力实1001 朱妍
热交换器设计说明书
姓名
学号
2013.01.06
6
1.设计任务与条件
条件
热流体
冷流体
工质
11号润滑油
自来水
进口温度
100℃
15℃
出口温度
40℃
40℃
流量
10T/h
工作压力
10000Pa
30000Pa
2.设计计算
2.1确定设计方案
2.1.1确定热交换器类型
该热交换器为水—油换热器，管壁温度和壳体温度之差不很大，两流体均不易腐蚀、结垢且定性温度相差在50℃左右，所
2、以初选带有膨胀节的固定板式热交换器。
2.1.2流程的选择
根据设计要求，自来水较为容易结垢，压力较大，流量较大，应走管程；润滑油为被冷却流体，且粘度较大，流量较小，在壳程中容易达到湍流，增大换热系数，所以应走壳程。
2.2确定物性数据
管程润滑油定性温度为
查得物性参数如下：
壳程市政供水定性温度为
查得物性参数如下：
2.3估算传热面积
2.3.1热流量
2.3.2自来水流量
2.3.2平均传热温差
首先按纯逆流计算：
2.3.3初算传热面积
由水—油换热，查表选取传热系数为，则估算传热面积为
3、2.4工艺结构尺寸
2.4.1管径和管内流速
选用的碳钢传热管，由表2-1，取管内流速。
2.4.2管程数和传热管数
根据传热管内径和流速确定单程传热管数
，取11 根。
按单管程计算，所需传热管长度为
按单管程计算，传热管过长，宜采用多管程结构，根据换热器规格标准，选取传热管长l为9m，则该换热器的管程数为
则传热管总根数为44
2.4.3平均传热系数和壳程数
按单壳双管程结构，查图得温差修正系数为，则平均传热温差为
2.4.4传热管排列和分程方法
采用组合排列法，即在每程内按正三角形排列，隔板两侧按正方型排列。
查表得管间距为
隔板中心到其最近一排
4、管中心距离为
2.4.5壳体直径
取板管利用率为0.75，壳体内径为
圆整到标准准可取
2.4.6折流板
采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去圆缺高度
取折流板间距：
圆整后，取
折流板数目：
2.4.7接管
管程流体进出接管：取接管体内流速为，则接管内径为
圆整后可取管内径为
壳程流体进出口接管：取接管内流体流速为
圆整后可取管内径为
2.5热交换器校核
2.5.1管程对流传热系数
流通截面积
流体流速
流动属于湍流，计算管程对流传热系数
2.5.2壳程对流传热系数
管子按正三角形排列，传热当量
5、直径为
壳程流通面积为
流体流速
壳程对流传热系数
2.5.3污垢热阻和管壁导热
取管内侧水的污垢热阻为外侧的油污热阻为，换热管壁厚为0.0025m，碳钢在该条件下的导热率为
2.5.4总传热系数
2.5.5传热面积校核
热交换器所需要的传热面积
换热器的按实际传热面积为
面积裕度
大小合适，该热交换器符合设计要求。
附表一.换热器性能参数表
换热器性能参数
条件
热流体
冷流体
工质
11号润滑油
自来水
管程
壳程
管程
进口温度
100℃
15℃
出口温度
40℃
40℃
质量流量
2
6、78kg/s
3.43kg/s
流速
0.2278m/s
0.9964m/s
工作压力
10000Pa
30000Pa
平均换热温差
34.4℃
传热系数
327.8W/(m2*K)
换热面积
31.1m2
换热量
358000W
附表二.换热器规格参数表
换热器规格参数
内管规格
25*2.5mm
管长
9m
管程数
4
传热管总根数
44
壳体内径
325mm
壳体厚度
8mm
折流板间距
0.1625m
折流板数目
44
管程接管内径
100mm
壳程接管内径
100mm
图一.管程排列示意图
图一.换热器列管排列示意图
图二.换热器外观示意图
参考文献：
[1] 梁秀俊 叶学敏 李斌 刘彦丰《热交换器设计指导书》 华北电力大学
[2] 杨世铭 陶文铨 《传热学》 高等教育出版社
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