管殼式換熱器設(shè)計(jì)范例.pdf

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1、換熱器課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：管殼式油冷卻器設(shè)計(jì)任務(wù)：潤滑油處理量：16Kg/s潤滑油入口溫度：90℃潤滑油出口溫度：45℃冷卻水流量：40Kg/s冷卻水入口溫度：28℃冷卻水工作壓力：P=0.1Mpa（表壓）允許最大壓力降：油側(cè)<0.08Mpa水側(cè)<0.06Mpa設(shè)計(jì)內(nèi)容：熱力計(jì)算，阻力計(jì)算以及應(yīng)力計(jì)算校核。圖紙要求：（1）裝配圖一張；（2）管板零件圖一張1、選型：由于介質(zhì)無腐蝕，無特殊工藝和結(jié)構(gòu)要求，故可以選用通用易得，便宜的固定管板式管殼換熱器，根據(jù)管、殼壁溫是否超過30～50°C，再?zèng)Q

2、定是否采用膨脹節(jié)。2、兩種介質(zhì)誰在管內(nèi)由于二流體溫差小，而由于水的結(jié)垢性強(qiáng)，工作壓力較高故使其在管程流動(dòng)；而潤滑較潔凈，所以其在殼程流動(dòng)。1—12換熱器課程設(shè)計(jì)3、熱力計(jì)算熱力計(jì)算表序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式或圖表數(shù)值備注冷卻水進(jìn)口溫＇1度t２℃給定28冷卻水出口溫”2度t2℃先假定再校核40/37.93/37.93冷卻水工作壓3力p２bar給定1冷卻水允許壓表壓力4降[p２]bar給定0.65冷卻水流量G2Kg/s給定40原始數(shù)據(jù)潤滑油進(jìn)口溫6度t＇１℃給定90潤滑油出口溫”7度t1℃給定4

3、58潤滑油流量G1kg/s給定16潤滑油允許壓9降[p1]bar給定0.810水的定性溫度t2℃（t’2+t”2）/234/32.965出入口溫差不大kJ/kg11水的比熱cp2℃查物性表4.174/4.174潤滑油的定性物性參數(shù)計(jì)12溫度t1℃t”1+Fc（t＇１-t”1）=45+0.3（90-45）58.52—12換熱器課程設(shè)計(jì)kJ/kg13潤滑油的比熱cp1℃查物性表2.25614換熱器效率η—取用0.9815校核t”2——ηG1c1（t＇１-t”1）=G2c2（t”2-t＇２）—316水

4、的密度ρ2kg/m查物性表994.717水的導(dǎo)熱系數(shù)k2W/m℃查物性表0.623-618水的粘度μ2Pa.s查物性表754.0×1019水的柏朗特?cái)?shù)pr2—查物性表5.09320潤滑油的密度ρ1kg/m查物性表852.2潤滑油的導(dǎo)熱21系數(shù)k1W/m℃查物性表0.136-622潤滑油的粘度ν1查物性表19.1×10潤滑油的柏朗23特?cái)?shù)pr1—查物性表230計(jì)算ηG1c1（t＇１-t＂1）×1000=0.98×16×2.256×傳熱量24設(shè)計(jì)傳熱量Q0W（90-45）×10001591833.6

5、（Δt大-Δt?。?ln（Δt大/Δt?。?[（90-37.93）25逆流平均溫差Δtn°C-（45-28）]/ln[（90-37.93）/（45-28）]31.34有效平均溫差26參數(shù)P—（t”2-t＇２）/（t＇１－t＇２）＝（37.93-28）/（90-28）0.163—12換熱器課程設(shè)計(jì)27R—（t＇１－t”1）/（t”2-t＇２）=（90-45）/（37.93-28）4.5328溫差校正系數(shù)φ—換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)圖1-3-6（按照1－2型查?。?.9829有效平均溫差Δtm°CφΔtn30

6、.71230試選傳熱系數(shù)K0W/m℃換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄2（P105~107）可參考350231初選傳熱面積F0mQ0/2K0Δtm=1591833.6/(2×250×30.71)103.6732管子外徑d0m選φ25×2.5無縫鋼管0.02533管子內(nèi)徑dimd0－(2×2.5/1000)0.0234管子長度lm取換熱器管標(biāo)準(zhǔn)長度335總管子數(shù)NL—F0/πd0l=103.67/(3.14×0.025×3)=440.2442實(shí)際取用442根236管程流通截面a2m（NL/2）πdi/4=3.14

7、×442×0.02×0.02/80.0694按2管程計(jì)算管程換熱系數(shù)37管程流速w2m/sG2/ρ2a2=40/（994.7×0.0694）0.579-638管程雷諾數(shù)Re2—ρ2w2di/μ2=994.7×0.579×0.02/754.0×10152770.80.23605（1+0.15t2）w2/（100di）=3605（1+0.0150.80.239管程換熱系數(shù)h2W/m℃×32.965）×0.579/（100×0.02）3030.440管排列方式分程隔板，二側(cè)正方形，其余正三角形組合排列

8、初始結(jié)構(gòu)41管間距sm取1.25d=1.25×0.0250.032正三角形邊長4—12換熱器課程設(shè)計(jì)0.50.51.1NL=1.1×442=23.12管束中心處一（正方形排列：1.19N）L42排數(shù)管Nc—23管束外沿與殼一般在43體間距em取e=2d0=2×0.0250.0525~76mms（Nc-1）+4d0=0.032×（23-1）+4×0.025=0.80444殼體內(nèi)徑Dsm取用0.80.8合理，豎、臥布45長徑比l/Ds—3/0.83.75置均可？弓形折流板弓無相變，采用通46高h(yuǎn)m根