日产50T冷却牛奶换热器设计分解 - 图文(3)

根据《化工原理（上）》 P213，公式（4-45）得逆流传热温差为

76C=168.8K 20C=68K 17C=62.6K 10C=50K

oooo[1]

?t2??t1（168.8?68)?(62.6?50)?tm???42.42K?t168.8?68lnln262.6?50?t14.1.3 稀盐水用量

稀盐水流量：Wc?Q244.03?3600??29959.32kg/h

Cpc(t2?t1)4.189?(17?10)4.1.4 传热面积A的确定

由<<化工原理>>查得稀盐水与牛奶之间的传热系数在233—582W/(m2.K)，初步设定K=250W/(m2.K)。

AP?Q244.03?1000??19.18m2

K??tm300?42.424.2 主要工艺尺寸的确定

4.2.1 管径和管内流速

我国列管式换热器常采用无缝钢管，规格为外径×壁厚，常用的换热管的规格：ф19×2 mm、ф25×2 mm、ф25×2.5 mm。

选用ф25×2.5传热管(碳钢管)，管内径di=0.025-0.0025×2=0.02mm，取管内流速ui= 1m/s

4.2.2管程数和传热管数 根据《化工原理课程设计程传热管数

[7]

》P62，公式3-9可依据传热内径和流速确定单

29959.32/?999.4?3600?n???26.5?27根 2 s?20.785?0.02?1?di?ui4V按单管程计算，所需的传热管长度为 L?A19.18??9.05m

??d0?ns3.14?0.025?27L按单程计算的管子长度，m；d0管子外径m；

管子的选择要考虑清洗工作的方便及合理使用管材，同时还应考虑管长与管径的配合。国内管材生产规格，长度一般为：1.5，2，2.5，3，4.5，5，6，7.5，9，12ｍ等。换热器的换热管长度与壳径之比一般在6－10。

按单管程设计，传热管过长，现取传热管长l=6，则该换热器管程数为 Np?热管总根数 NTL9.05??（管程）2 l6 ?Npns?2?27?54（根）4.2.3传热管的排列和分程方法

采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。其中，每程内的正三角形排列，其优点为管板强度高，流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高，相同的壳程内可排列更多的管子。由《化工过程及设备课程设计》图3-13取管心距t=1.25d（d0为管子外径），则t=1.25×25=31.25

0≈32(mm)。

由《化工原理 nc[2]

（上）》P282，公式（4-119），得横过管束中心线的管数为

?1.1N?1.1?54?（根）9

由《化工单元过程及设备课程设计》P67页，公式（3-16），隔板中心到离其最近一排中心距离S?t/2?6?32/2?6?22mm，取各程相邻管的管心距为44mm。其前后箱中隔板设置和介质的流通顺序按《化工过程及设备课程设计》图3-14选取。 4.2.4壳体内径

采用2管程结构，由《化工单元过程及设备课程设计》可查管板利用率，取管板利用率 η=0.8，得壳体内径为：

D?1.05tN??1.05?3254?276mm 0.8?的取值范围如下：正三角形排列 ，2管程，?=0.7—0.85 ，4管程以上，?=0.6

—0.8 。

计算的到的壳体直径应按换热器的系列标准进行圆整。壳体直径经常用的标准有159mm、273mm、400mm、500mm、600mm、800mm等。根据以上标准可取D=400mm。 4.2.5 折流板

列管式换热器的壳程流体流通面积比管程流通截面积大，在壳程流体属对流传热条件时，为增大壳程流体的流速，加强其湍动程度，提高其表面传热系数，需设置折流板。

采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为

h?0.25?D?0.25?400?100mm

折流板间距，在阻力允许的条件下尽可能小，允许的折流板最小间距为壳体内径的20%或50mm（取两者中的较大值）。因此取折流板间距 B=0.4D，则B=0.4×400=160mm 取板间距B=200mm 折流板数 NB?传热管长6000?1??1?29块

折流板间距2004.2.6 接管

壳程流体进出口接管：取接管内牛奶流速为 u＝1.0 m/s，则接管内径为

d=

4V4?(4166.67/3600)/1035==0.038m

3.14?1.0?u经圆整采用Φ45mm×3.5mm 热轧无缝钢管(GB8163-87)，取标准管径为45mm。 管程流体进出口接管：取接管内循环水流速 u＝1.0 m/s，则接管内径为 …… 此处隐藏：73字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……