1、热交换器设计说明书姓名 学号 2013.01.06换热器设计 动力实 1001 朱妍11.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 30000Pa2.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，
2、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 702411tt查得物性参数如下： 3/857mkgsPa318.6)/(148.2kgJcp )(9.01Wr sm/107.9261壳程市政供水定性温度为 5.2402tt查得物性参数如下： 32/6.mkg sPa308.)/(176.42kgJcp )(19017Pr2 sm/1976.222.3 估算传热面积2.3.1 热流量 Wtcqpm 3580)4(286.3)(11 2.3.2 自来水流量 skgtcp/4.)(22换热器设计 动力实 1001 朱妍22.3.2 平均传热温差首先按纯逆流计算： 401540
3、ln)()(ln21 mt2.3.3 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)/(302KmW29.mtKA估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 。5.2 smu/0.12.4.2 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。8.10.2.0432ivsudqN按单管程计算，所需传热管长度为 mALSo 6.3415.9估按单管程计算，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496.3Np则传热管总根数为 442.4.3 平均传热系数
4、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 4.386.04mt2.4.4 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 mPt2.隔板中心到其最近一排管中心距离为Zt262.4.5 壳体直径取板管利用率为 0.75，壳体内径为换热器设计 动力实 1001 朱妍3mnPDt 2573.0.4032.5105.1圆整到标准准可取 mD2.4.6 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h8125.03.250取折流板间距： B1625.03.圆整后，取折流板数目：42.09lNB2.
5、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smu/1uqDV2.6.90.143411圆整后可取管内径为 D壳程流体进出口接管：取接管内流体流速为 smu/12uqDV64.8570.16.34422 圆整后可取管内径为 mD2.5 热交换器校核2.5.1 管程对流传热系数流通截面积 220345.1.04Ai 流体流速 smquivi /96.692317108.5.4Re6-iid流动属于湍流，计算管程对流传热系数 )/(372985.2.93.Pre023. 24.08.08.0 KmWdhnii 2.5.2 壳程对流传热系数管子按正三角形排列，传热当量直径为换热器设
6、计 动力实 1001 朱妍4mdPote 02186.025.).43(4)23(42 壳程流通面积为 2149.)3.1(25.0)1(PBDAtoo 流体流速 smquov /78.0.4876.315.2910.925Re6-oid46.83.,Pr31 nCCNun ，查 表 得壳程对流传热系数 )/(27.602.92KmWdheo 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wk/021.，换热管壁厚为 0.0025m，碳钢在该条件下的导热率为wkm/0176.2)/(5KW2.5.4 总传热系数 )/(8.3724108.25.02.501.2.3795
7、1 2KmWhdbRdhomioio 2.5.5 传热面积校核热交换器所需要的传热面积 9.274.38750mtKA换热器的按实际传热面积为面积裕度 1.92换热器设计 动力实 1001 朱妍5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 2.78kg/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.管程排列示意图换热器设计 动力实 1001 朱妍6参考文献：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 高等教育出版社图二.换热器外观示意图图一.换热器列管排列示意图
