换热器设计说明书_换热器类型选择_冷凝器的设计(4)

由公式（2-）1.3 计算有效平均温度差对于逆流，有效平均传热温差：（2-3）由公式（2-3）可得逆流传热温差：2.4.1.4 估算传热面积假设一K值，利用传热速率方程，估算传热面积：2-4 式中：——估算的传热面积，；——假设传热系数，；——平均传热温差，。根据管程走循环水，壳程走水蒸气，总传热系数K现暂取：则估算换热面积：2.4.2 选工艺尺寸计算2.4.2.1 管径和管内流速选用无缝光滑较高级冷拔传热管（不锈钢）在工业生产中常用的流速如下：水和相类似的流体流速一般取0.5—2.5m/s，对大型冷凝器的冷却水流速可增加到3m/s[13]。取管内流速。2.4.2.2 管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数：（2-5）式中：——单程管子数目；——单程流体的体积流量，；——传热管内径，m；——管内流体流速，；所以，单程传热管数为：按单程管计算，传热管长度为：（2-6）式中：——按单程计算的管子长度，m；——管子外径，m。则所需的传热管长度：我国生产的系列中换热管的无缝钢管长度分为1.5，2，3，4.5，6 米等好几种， 在选取管长时应注意合理利用材料，还要使冷凝器具有适宜的长径比。

列管式冷凝器的长径比可在4~25范围内，一般情况下为6~10。确定了每程管子长度之后，即可求得管程数：（2-7）式中：——按单程换热器计算的管子长度，m；——选取的每程管子长度，m；——管程数（必须取整数）根据本设计实际情况，现取传热管长l 9m，则该换热器的管程数为：取传热管总管数：（2-8）式中：——传热管总管数得，传热管总管数为2.4.2.3 平均传热温差校正及壳程数若选用多管程换热器，可提高管内表面传热系数，但同时也增加了换热器的阻力，并损失部分传热温差。这种情况下的平均传热温差由式 2-9 计算。其中温差校正系数与流体的进出口温度有关，也与换热器的壳程数及管程数有关。（2-9）式中：——折流下的平均传热温差，K；——温差校正系数其中 （2-10）（2-11）平均温差校正系数有：由公式（2-10）、（2-11），算平均传热温差：再由公式（2-9），算温差校正系数：由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。2.4.2.4 管子排列管子的排列方法常用的有正三角形直列，正三角形错列，正方形直列和正方形错列。正三角形排列比较紧凑，在一定的壳径内可排列较多的管子，且传热效果好，但管外清洗较为困难。

而正方形排列，管外清洗方便，适用于壳程中的流体易结垢的情况，其传热效果较正三角形差些。以上排列方式中最常用的是正三角形错列，用于壳侧流体清洁，不易结垢，后者壳侧污垢可以用化学处理掉的场合。采用正三角形排列时，管子排列面积是一个正六边形，排在正六边形内的传热管数为：（2-12）若设b为正六边形对角线上的管子数目，则：（2-13）式中：——排列的管子数目；——正六边形的个数。采用正三角排列，当管子总数超过127根，即正六边形的个数时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应配置传热管，可以排的管子数目见表2-2。表2-2 排管数目正六角形的数目a 正三角形排列 六角形对角线上的管数b 六角形内的管数 每个弓形部分的管数 第一列 第二列 第三列 弓形部分的管数 管子总数 10 21 331 6 36 367 11 23 397 7 42 439 12 25 469 8 48 517 13 27 547 9 2 66 613 14 29 631 10 5 90 721 15 31 721 11 6 102 823对于多管程换热器，常采用组合排列方法。在每一程内都采用正三角形错列排列，而在各程之间为了便于安装隔板，在隔板两侧采用正方形直列。