换热器设计说明书_换热器类型选择_冷凝器的设计(5)

冷凝器的正六角形的数目为14，六角形对角线上的管数为29。2.4.2.5 管心距采用胀接法固定时，管心距过小会造成胀接在挤压作用下发生变形，失去管子与管板之间的连接力。故采用焊接法。根据经验公式：隔板中心到离其最近一排管中心距离S t/2+6 32/2+6 22mm各程相邻管的管心距为44mm。2.4.2.6 壳体内径采用多管程结构，壳体内径可按下式估算：（2-14）式中：——管板利用率。的取值范围如下：正三角形排列，2管程，，4管程以上，。估算出壳体内径后，需圆整到标准尺寸。卷制壳体的内径（公称直径）以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时也可采用50mm为进级档。取管板利用率η 0.8 ，则壳体内径为：按卷制壳体的进级档，可取D 1200mm则横过管数中心线管的根数：2.4.2.7 折流板圆缺形折流板在卧式换热器中的排列分为圆缺上下方向和圆缺左右方向两种。上下方向排列者可造成液体的剧烈湍动，增大传热膜系数，这种结构最为常用。对水平安装的折流板，为了防止流体短路，切去的圆缺高度不宜大于壳体内径35%折流板间最小间距为壳体内径的35%，最大距不宜大壳体内径的2倍9000/450-1 19（块）2.4.3 冷凝器核算冷凝器的核算内容主要包括冷凝器的热流量、传热管壁温和流体阻力。

2.4.3.1 壳程表面传热系数工业上冷凝器以采用水平管束和垂直管束居多，且管表面液膜多为层流。在该种情况下一般用德沃尔（Devore）基于努塞尔的理论公式和实测值，提出层流时的冷凝表面传热系数计算式如下。水平管束冷凝：（2-15）式中：——无量纲冷凝表面传热系数，；——冷凝表面传热系数，；（2-16）式中：——冷凝液的质量流量，；——传热管长度，m；——当是管数。当量管数与传热管布置方式及总管数有关，传热管布置为三角形错列，则可用下式求得：（2-17）式中：——冷凝器的传热管总数。由公式（2-17）求得当量管数再通过公式（2-15），（2-16），可得无量纲冷凝表面传热系数：冷凝表面传热系数：2.4.3.2 管内表面传热系数管程为流体无相变传热，则在通常情况下可用下式计算其表面传热系数：（2-18）式中：当流体被加热时n 0.4，当流体被冷却时n 0.3。该式的适用条件是：低粘度流体雷诺数；普朗特数Pr在0.6~160之间；管长管径之比；定性温度可取流体进出口温度的算术平均值；特征尺寸取传热管内径。雷诺数:2-19可管程流体流通截面积求得管程流体流速，再通过公式（2-19），求雷诺数：普朗特数：由公式（2-18），得到管程表面传热系数：2.4.3.3 污垢热阻和管壁热阻由于所处理的物料种类繁多，操作条件各不相同，所以对污垢的生成规律较难掌握，加之人们对该问题的研究较少，以至于目前对污垢热阻的选取主要凭经验数据。

选择污垢热阻时，应特别慎重，尤其对易结垢的物料更是如此。因为在这种情况下，污垢热阻往往在传热热阻中占有较大的比例，其值对传热系数的影响很大。管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻取决于传热管壁厚和材料，其值为：（2-20）式中：——传热管壁厚，m；——管壁热导率，。常见金属材料的热导率见表2-3。表2-3 常见金属材料的热导率温度 0 100 200 300 400 铝 227.95 227.95 227.95 227.95 227.95 铜 383.79 379.14 372.16 367.51 362.86 碳钢 52.34 48.85 44.19 41.87 34.89 不锈钢 16.28 17.45 17.45 18.49 —管壁热阻计算，不锈钢条件下的热导率为。所以2.4.3.4 传热系数（2-21）式中：——传热系数，；——壳程表面传热系数，；——壳程污垢热阻，；——管壁热阻，；——管程污垢热阻，；——传热管外径，m；——传热管内径，m；——传热管平均直径，m；——管程表面传热系数，。根据公式（3-22）可得冷凝器的传热系数：2.4.3.5 传热面积裕度在规定热流量下，计算了传热系数和平均传热温差后，则与对应的计算传热面积为（2-22）根据和可求出该冷凝器的面积裕度：（2-23）式中：——面积裕度；——实际传热面积，；——计算传热面积，。