化工原理课程设计
?1/4 ?013???g?2?3?1.??L?t????
?9.81?748.152?0.1/4 ?1.13???16523?849.7826?103???0.5215?10?3?3??75?50???
?967.71W/m2?℃
4.2.3确定污垢热阻
Rs0?1.72?10-4m2?℃/w（有机液体） Rs2i?3.44?10?4m?℃/w（井水）
4.2.4总传热系数K0
1K?1?Rs?bd0?Rsd01d
00i? 0?0?mdmdi?idi ?1967.71?1.72?10-4?0.002545?2522.5?3.44?10-4?2520?11296.64?2520 =2.6611×10-3m2?℃/w
∴ K0=375.78w/m2?℃>320.80w/m2?℃
所选换热器的安全系数为[(375.78-320.80)/320.80]×100%=17.14% 10%<17.14%<20%
表明该换热器的传热面积裕度符合要求。
4.2.5核算壁温与冷凝器流型
（1）核算壁温
T?tw?tw?tm75?tw?371??Rs11?tw1?tw?50.32℃?0?Rsi0?i967.71?0.0001721269.64?0.000344
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这与假设相差不大，可以接受，所以壁温为50℃。 （2）核算流型： 冷凝负荷：M?Ms1b?0.533.14?0.025?135?0.05kg/m?s Re?4M?4?0.05?0.000825?242.42?2000（符合层流假设） 5. 计算压降
5.1 计算管程压降
??Pi?(?P1??P2)FtNpNs
其中：?p1,?p2—分别为直管弯道中因摩擦阻力引起的压强降 Ft— 结垢校正因数
Np— 管程数 NS— 壳程数
取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm,则?/d?0.1/20?0.005,而Rei=4952,于是：??0.230 ??0.1?68?.23?d?Re??0.1??0.168???20?4952??=0.04
L?u23996.2289?0.2052 ?P1??d?0.04?0.020?2?125.60Pa i2 ?P2?0Pa
对Ф25mm×2.5mm的管子，有Ft=1.4，且Np=1，Ns=1 ??Pi?(125.60?0)?1.4?1?1?175.84Pa 5.2 计算壳程压降
??P0???P1???P2??FSNS
其中，F??u2S?1.15，N0S?1, ?P1?Ff0nc?NB?1?2
管子为正三角形排列，F?0.5,
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nc?1.1n?1.1?135?13 取折流板间距 h?300mm，则
L3000?1?9 NB??1?h300 壳程流通面积 A0?h?D?ncd0??0.3??0.45?13?0.025??0.0375m2 u0?VSA?0.5261?0.018m7/s 0748.15?0.0375 Red0u0??0.025?0.0187?748.150??0.5215?10?3?670.68?500
f2280?5.0Re?0.0?5.0?670.68?0.228?1.13
∴ ?P0.5?1.13?13??9?1??748.15?0.018721??2?7.69pa 22 ?P?2h??u?2?0.3?748.15?0.01872??NB??3.5?D?0?2?9???3.5?0.45???2?2.55pa ??P0??7.69?2.55??1.15?11.78pa
由以上计算可得，管程和壳程的压降均符合设计要求。
6. 管程和壳程的管口设计
6.1 冷流体进出口接管直径计算
令冷却水的流速u1=1.2mm
d4Vs311??u?4?8.61?10??1000?96mm，圆整为100mm， 13.14?1.2 则冷流体进出口的直径均为100mm。
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6.2 热流体进出口管直径计算 6.2.1进口直径计算
令乙醇蒸汽的流速u2?13m/s d2?4Vs24?0.5261/1.3976??1000?192mm,圆整为200mm, ?u23.14?13 则热流体进口的直径为200mm。
6.2.2出口直径计算
令乙醇液体的流速u3?4Vs34?0.5261/748.15??1000?33mm，圆整为40mm。 ?u33.14?0.87. 其他主要附件
7.1 折流挡板
（1）折流板的排列方式
水平切口用得最普遍，这种排列可造成流体激烈扰动，增大传热系数，乙醇流体也是清洁的，因此本设计采用水平缺口排列方式。 （2）折流板与壳体间隙的选择
折流板与壳体的间隙依据制造安装条件，在保证顺利的装入前提下，越小越好，以减小壳程中旁路损失。折流板的最小外圆直径和下偏差见表6
表6 折流板外径/mm 公称直径<400 DN >300>600?900 >900?1300 >1300?1700 >1700?2000 ?600 折流板名义DN2.5 DN3.5 外径
DN4.5 DN6 DN8 DN9 16
