换热器设计任务书..docx

热能工程课设管壳式换热器设计目录摘要 热交换器 设计 结构课程设计课题任务书···················2研究背景及理论基础···················3设计过程及成果可视化···················3设计心得··················14附录：参考文献··················15课程设计课题任务书题目：管壳式换热器设计目的：设计一台管壳式热交换器，完成设计任务，提交设计说明书，画出设计总图和管箱部件图。技术要求：柴油：t1′=65℃，t1"=40℃M1=10000kg/h，允许压力损失小于0.1Mpa水：t2′=20℃，M2=20000kg/h，允许压力损失小于0.1Mpa研究背景及理论基础在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，称为热交换器。热交换器在工业生产中的应用极为普遍，例如动力工业锅炉设备的换热器、省柴器，在航空航天工业中，为了及时取出发动机及辅助动力装置在运行时所产生的大量热量，热交换器也是不可缺少的重要部件。设计过程及成果可视化设计要点：选用一台〈1-4>型管壳式热交换器，水易结垢，所以冷水走管程；柴油较清洁，走壳程。项目符号单位计算公式或数据来源数值备注原始数据1柴油进口温度t1′℃已知65　2柴油出口温度t1"℃已知40　3水进口温度t2′℃已知20　4水出口温度t2"℃t2′+W1*(t1′-t1")/W225.8　5水流量M2Kg/s已知5.566柴油流量M1Kg/s已知2.78流体的物性参数7柴油定性温度tm1℃（t1′+t1"）/252.5　项目符号单位计算公式或数据来源数值备注8柴油比热cp1KJ/(kg·℃)查物性表1.95　9柴油密度ρ1kg/m3查物性表887.35　10柴油粘度μ1kg/(m·s)查物性表68.25×10^-6　11柴油导热系数λ1W/(m·℃)查物性表0.1251　12柴油普兰德数Pr1—Pr1=μ1cp1/λ11.06　13水的定性温度tm2℃t2′20　14水的比热cp2KJ/(kg·℃)查物性表4.187　15水的密度ρ2kg/m3查物性表1000　16水的粘度μ2kg/(m·s)查物性表725××10^-6　17水的导热系数λ2W/(m·℃)查物性表0.621　18水的普兰德数Pr2—Pr2=μ2cp2/λ24.9　传热量及平均温差19热损失系数ηL—取用0.98　20热量QKwQ=M1cp1(t1′-t1")ηL132.8　21逆流时的对数平均温差Δt1m,c℃Δt1m,c=(Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)28.53　22参数P和RP—P=(t2"-t2′)/(t1′-t2′)0.129　R—R=(t1′-t1")/(t2"-t2′)4.3　23温差修正系数ψ—1-4型换热器ψ值计算公式0.969　24有效平均温差Δtm℃Δtm=ψΔt1m,c27.6　估算传热面积及传热面结构25初选传热系数Ko′W/(m2·℃)查资料350以外径为标准26估算传热面积Fo′m2Fo′=Q/Ko′Δtm13.7　27管子材料选用碳钢无缝钢管?25×2.5　28管程内水的流速ω2m/s选用1　29管程所需流通截面Atm2At=M2/ρ2ω20.00556　项目符号单位计算公式或数据来源数值备注30每程管数n根n=4At/пdi218　31每根管长lml=Fo′/nZtпdo取标准2.5　32管子排列方式选用正三角形　33管间距smm表2.332　34分程隔板槽处 管间距lEmm表2.344　35平行于流向的管距spmmsp=scos30°27.7　36垂直于流向的管距scmmsc=ssin30°16　37拉杆直径mm表2.316　38作草图　39作图结果所得数据层数a由图4　管子数nt根由图72　拉杆数根表2.74　传热面积Fo"m2Fo"=ntпdol14.1　管束中心至最外层管中心距离m由图量得或计算0.158　40DLm0.341　41壳体内经DsmDs=2*0.008+DL0.357取标准值0.365,选择螺旋焊缝钢管DN35042长径比l/Ds6.8　在6和10之间管程计算43管程接管直径D1mmD1=1.13?89×3.544管程雷诺数Re1—Re2=ρ2ω2di/μ227586〉10000　45管程换热系数α1W/(m2·℃)α1=λ1/d1×0.023Re10.8Pr10.44813　壳程结构及壳程计算46折流板形式选用弓形　47折流板缺口高度hmh=0.25Ds0.09　项目符号单位计算公式或数据来源数值备注48折流板的圆心角度120　49折流板间距lsmls=(0.1～0.2)Ds=0.3　50折流板数目Nb块l/ls-1