换热器选型计算
由列管式换热器的选用原则得:物流走管程,冷却水走壳程。为选择适当的换热器,首先对换热器HX3进行相关计算。 ⑴计算热负荷
相关物性参数如下表所示:
表3-18 相关物性数据
物质状态
质量流量qm(kg/s) 动力粘度u(Pas) 比热容Cp (J/kgK) 密度 (kg/cm3)
热流体(管程)
气体 57
冷流体(壳程)
液体 748.47
2.46105 4.83103
775.4
0.4006103 4.187103
977.759 热负荷:
Qqm1Cp1T1T2574.831034503004.1297107W ⑵平均温度差
逆流:t145071.9124378.0876
4
t2299.2822527 4.2824t1387.0876tt22,tm逆=1326.185℃ t2274.28242RT1T2450299.2824tt71.9124253.2,P210.11 t1t271.912425T1t145025查温度校正系数图=1,所以可行。
因此得 tmtm逆=326.185℃ ⑶估算传热面积
2参考列管式换热器中K值表,选总传热系数K估=400W/mK,因此 Q4.12977102316.m5
A估=
K估tm400326.185⑷试选型号
为减少损失和成本,采用混合气体走管程,液体(水)走壳程,传热管选用25mm2.5mm的无缝钢管,此管内径为di20mm,外径为d025mm,管壁厚度为2.5 mm,选择内流速u=0.7m/s。 估算单程管子根数为:
n1qm157240(根)32 1.0834100.7850.020.74d12u1根据传热面积A估估算管子长度:
LA估d2n42218m
3.140.025240所以应采用4管程,则每个管程的管长选用l=6000 mm。
按换热器系列标准,初选的换热器为浮头式换热器,型号为:
BJS12002.566104Ⅱ 1.025980245根。 4管总数N=980根,每管程的管数n管中心距t=25 mm,正方形错列,壳体内径为D=1000 mm,折流挡板间距h=150 mm,故折流挡板数为:
NB161139,A选=253.9 m² h0.15⑸校核总传热系数 ①管程对流传热系数
u1qm1/57/7753.140.02224540.965m/s管内气速4dn21
由于管内组分为混合气体,则:
u1umyiMiuiyiMi12122.46105 Pr1Cp1u114.831032.461050.9140
0.1310.0231diRe10.8Pr10.3
0.13350.86.02100.89100.36209W/m2K
0.0230.02②壳程对流传热系数2
d252壳程最大流通截面积:ShD100.15110.025m
t30水的流量qm2Q4.1297107210.2kg/s Cp2t2t14.18710371.912425水的流速u2qm22S210.28.6m/s
977.7590.0253.144t2d0240.0320.025244正方形排列的当量直径0.0208m ded03.140.025
Rede2u20.0208977.7598.60.437 u20.400610313由ReNuPruuw0.14图查得ReNu2Pr213u2uw0.142
因此得Pr2Cp2u24.1871030.40061032.8105
0.600.14u由于水被加热,因此得:2uw1.05,
2252dePr213u2/u10.14
424.W95m10K /10.6053 252.8101.050.0208③总传热系数
3取污垢Rd10.0002,Rd20.5810, 110.002525252530.00020.58102.35103 4K4.95104522.520930202因此K425 W/mK
④传热面积
Q4.1297107A297.9m2
Ktm425326.185AA选297.9253.914.8 裕量:A297.9因此所选的换热器的规格可行。