甲醇冷凝器设计计算5篇范文.docx

甲醇冷凝器设计计算5篇范文

第一篇：甲醇冷凝器设计计算1.1确定物性数据热流体进口温度：337.85K,出口温度：337.85K冷流体进口温度：300.15K,出口温度：317.15K定性温度:可取流体进口温度的平均值。壳程甲醇蒸气的定性温度为T=337.85K，T2=337.85K，T1=337.85K管程冷却水的定性温度为t1=300.15K，t2=317.15，t=(300.15+317.15)/2=308.15K【2】根据定性温度，分别查取相关文献[1]，壳程和管程流体的有关物性数据甲醇蒸气在337.15K下的物性数据:密度1=1.19Kg/m3定压比热容cp1=1.620KJ/(KgK)热导率1=0.013KJ/(KgK)粘度1=0.011mPas汽化潜热=1100KJ/Kg冷却水在308.15K下的有关物性数据:密度0=994.06Kg/m3定压比热容cp0=4.165KJ/(KgK)热导率0=0.623KJ/(KgK)粘度0=0.7245mPas1.2估算传热面积1.2.1热流量甲醇质量流量：Ws1=1.2×3600×1.19=5140.8Kg/h=1.428Kg/s甲醇热负荷：Q1=5140.8×1100=5.655×106KJ/h=1570.8KW1.2.2平均传热温差（337.85-300.15）（-337.85-317.15）t1-t2=≈28.36K=tm337.85-300.15tlnln1337.85-317.15t2其中t1=T1-t1，Δt2=T2-t2，T1=T2=337.85K1.2.3冷却水用量=5.655×106/[4.165×（317.15-300.15）]=79867.2Kg/hWs0=Q0（Cp0Δt0）=22.2Kg/s1.2.4传热面积初值估算查文献[1]取总传热系数K=800W/(m2K)估算传热面积:A估=Q（KΔtm）=1570.8×10/（800×28.36）=69.235m1.3核算总传热系数K1.3.1管径和管内流速选用Φ19mm×2mm的碳钢管，取管内ui=0.57m/s,其内径di0.015m，外径do0.019m321.3.2计算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neVπ2diui4=22.2994.06=221.83≈221（根）0.7850.01520.57按单管程计算，所需传热管长度为L=69.235A估==5.25mπdone3.14×0.019×221根据传统换热器管长可取6米单程换热器，则传热管总根数NT=221（根）1.3.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数337.85-337.85R==0317.15-300.15317.15-300.15P==0.45337.85-300.15查文献[4]，按单壳程温差校正系数应查有关图表。可得Φt=1平均传热温差t'm=ΦΔttm=1×28.36=28.36℃1.3.4传热管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。取管心距t=1.25d0，则t=1.25×19=23.75≈25(mm)查文献[8]，对于单管程换热器，横过管束中心线的管数nc1.122116.3517根管束的分程方法：采用单管程共有传热管221根，1.3.5壳体内径本设计采用单管程结构正三角形排列，查文献[6]，壳体内径可用下式计算：‘D=t（nc-1）+2b，管束中心线上最外层管的中心至壳体内径的距离b'1.5do1.51928.5mm则壳体内径为：（17-1）1.519=428.5mmD=25圆整后取壳体直径为D=500mm1.3.6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%，则切去的圆缺高为h'=0.25×500=125mm两相邻折流挡板的距离（板间距）为：h=0.8D=0.8×500=400mm，故可取h=400mm,折流板数目：NB传热管长6000-1=-1=14（块）400折流板间距折流板圆缺面水平装配。1.3.7污垢热阻和管壁热阻管程冷却水的污垢热阻Rdi=0.00034m2KW壳程纯净甲醇气体的污垢热阻Rdo=0管壁热阻Rw=bw，其中b为传热管壁厚，m；w为管壁热导率，W/(mK)碳钢在308.15K下的热导率为51.10W/(mK)，所以Rw=0.002=0.000039m2KW51.101.3.8管程给热系数π管内流通面积Ai=di2ne=×0.0152×221=0.0390m24422.2管内流速uiWs0==0.5726m/sρ0Ai994.06×0.0390管内雷诺系数Rei=diuiρ00.0150.5726994.06==11784.65（湍流）0