碱洗气水冷器的设计+CAD图纸+答辩PPT(5)
图2.1 流体流动示意图
2.1.4 计算总传热系数
（1） 热流量
（2） 平均传热温差（3） 水用量（4） 总传热系数
管程传热系数 壳程传热系数假设壳程的传热系数
污垢热阻管壁的导热系数
（5） 计算传热面积 （2.5）
考虑15%的面积裕度
（6） 管程数和传热管数
依据传热管内径和流速确定单程传热管数
（2.6）
按单程管计算，所需的传热管长度为
（2.7）
按单程管设计，传热管过程，宜采用多管程结构。现取传热管长 ，则该换热器管程程数为
传热管总根数
（7） 平均传热温差校正及壳程数
平均传热温差校正系数
按单壳程，四管程结构，温差校正系数应查有关图标，对数平均温度校正系数 。可得
平均传热温差
（2.8）
（8） 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排列。换热管采用 的无缝钢管，取管心距
，则
横过管束中心线的管数
（9） 壳体内径
采用多管程结构，取管板利用率 则壳体内径为
（2.9）
圆整可取 。
（10） 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
取折流板间距 ，则
通常挡板间距为50mm倍数，可取B为350mm。
折流板数
折流板圆缺面水平装配。
（11） 接管
壳程流体进出口接管：取接管内碱洗气流速为 ，则接管内径为
（2.10）
取标准管外径为 。
管程流体进出口接管：取接管内水流速 ，则接管内径为
取标准管外径为 。
2.1.5 换热器核算
（1） 壳程对流传热系数
对圆缺形折流板，可采用克恩公式2.11）
当量直径，由三角形排列得
壳程流通截面积 （2.12）
壳程流体流速及其雷诺数分别为
普兰特准数
粘度校正
（2） 管程对流传热系数
管程流通截面积
管程流体流速及其雷诺数分别为
普兰特准数
（3） 传热系数
（4） 传热面积 （2.14）
该换热器的实际传热面积
该换热器的面积裕度为
传热面积裕度大，该换热器能够完成生产任务换热器内流体的流动阻力。
2.2 阻力计算
2.2.1 管程流动阻力
由 ，传热管相对粗糙度 ，查莫狄图得 ，流速 ， 所以
管程流动阻力在允许范围之内。2.2.2 壳程阻力
流体流经管束的阻力
流体流过折流板缺口的阻力
总阻力 壳程流动阻力也比较适宜。
3 换热器结构设计与强度校核
在第一部分进行工艺计算结束后，开始换热器主体结构以及零部件的设计和强度计算。这一过程主要包括壳体和封头的厚度计算、材料的选择、管板厚度的计算、开孔补强计算，还有主要构件的设计(如管箱、壳体、折流板、拉杆、外导流筒等)和主要连接(包括管板与管箱的连接、管子与管板的连接、壳体与管板的连接等)，具体计算如下。