固定管板式换热器设计+CAD图纸(6)
2 工艺设计
2.1 工艺计算
2.1.1 设计条件
设计一台固定管板式的煤油冷却器，要求将18000Kg/h的煤油从140℃冷却到40℃，冷却水的进、出口温度为20℃、30℃，煤油的设计压力为0.1MPa，水的设计压力为0.3MPa。
2.1.2 确定流体物性
煤油定性温度的公式为：
(2-1)
水定性温度的公式为：
(2-2)
其中T1，T2——煤油的进出口温度，℃；
t1，t2——水的进出口温度，℃。
则
[2]
通过查找相关资料，得表2.1
表格 2 1
密度
kg/m3 比热容
黏度
导热系数
90℃煤油 774 2.33 0.6045x10-3 0.10564
25℃水 996.95 4.1785 0.90275x10-3 0.6085
冷、热流体在换热器内的流动路径，一般按以下原则确定：
⑴不清洁和易结垢的流体应走管程，以便于清洗和控制结垢
⑵压强高的宜走管程
⑶被冷却流体宜走壳程，便于散热
⑷流量小而粘度大的液体一般以走壳程为宜
虽然定性温度下水黏度比煤油略大，但水容易结垢，而煤油比较干净。根据以上原则及流体物性，选水走管程，煤油走壳程。[3]
2.1.3 热负荷
已知煤油流量M1=18000kg/h=5kg/s
煤油传热量公式：
(2-3)
其中M1——煤油流量，kg/s；
Cp1——煤油的比热容， ；
T1，T2——煤油的进出口温度，℃。
则
冷却水流量公式：
(2-4)
其中Cp2——水的比热容， ；
t1，t2——水的进出口温度，℃；
Q——煤油传热量，kJ/s。
则
对数平均温差公式：
(2-5)
其中T1，T2——煤油的进出口温度，℃；
t1，t2——水的进出口温度，℃。
则
传热面积公式为：
(2-6)
其中Q——煤油传热量，kJ/s；
——平均温差，℃；
K——传热系数， 。
则 [2]
2.2 计算尺寸
2.2.1 管程数和传热管数
容易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径，则选用Φ 无缝钢管。
由于循环水走管程一般流速范围1.0~2.0m/s，取水的流速u2=1.0m/s
每程管数的计算公式：