容积式换热器的能量消耗
（半）容积式换热器的能量消耗
（半）容积式换热器在酒店、医院、工厂等热水系统运用较为广泛，也是目前较为理想的热交换设备。很多厂家或者设计师在设备选型的过程中，往往只计算把流体加热到目标温度温度所需要的热量，再在此基础上放大15%-20%的设计富裕量作为设计负荷，其实这不是最准确的计算，尤其是针对星级酒店，负荷往往过大，造成设备初期投资大，后期运行过程中能量损失过大。
针对该问题，本文主要讲述如何精准计算罐体的能量需求：
当计算制程流体的罐体需要的热量时，需要的总热量包含部分或全部下列热量：
1. 把流体加热到目标温度需要的热量；
2. 把容器材料加热到工作温度需要的热量；
3. 从容器表面散失到大气环境的热损失；
4. 从液体表面散失到大气环境的热损失；
5. 其它冷的物体浸入制程流体时吸收的热量；
第1、第2项 - 用来加热流体和罐体温度的热量和第5项 - 被冷的物体吸收的热量，可以用公式t T
C m Q p ?=**计算。通常，在设计过程中，第2-5条往往容易忽略，第3和第4项, 罐
体和液体表面的散热损失可以用公式T F U Q ?=**来计算。但是，散热损失计算要复杂的多，通常使用的是经验数据，正如上文提到的15-20%的设计富裕量，其实这并不准确，应根据实际情况，利用可信赖的图表和数据一一计算。
罐体表面的散热损失：
热量仅在表面与环境之间存在温差的时候才会发生热传递。
如果罐体的底部没有暴露在空气中，而是采用裙座放置在地上（裙座一般运用到容积较大的情况），通常，这部分的散热损失可以被忽略。但是一般的容换规格都不是太大，基本在10m 3之内，约70%集中在2.0-4.5m 3，常规采用支承式支座，罐体底部暴露在空气中的情况居多）
例如：一台立式的容积式换热器，容积为2.5m 3（直径1300mm,直段1400mm,封头为标准椭圆封头），加热时间1小时，管/壳程的设计压力为1.0/1.0MPa,型号为RV-04-2.5H(1.0/1.0)，水的初始温度为7℃，终温为60℃。
请计算出启动时需要的平均换热功率：
第1部分 启动时需要的平均换热功率:
第2部分 运行过程中最大传换热功率:
第1部分 计算启动时平均换热功率Q M(启动)
它是以下各项的总和:
A1. 加热流体的热量Q M （液体）
A2. 加热水罐材料的热量Q M （箱体）
A3. 水箱表面的散热损失Q M （表面）
A4. 液体表面的热损失Q M （表面）
1.1 加热液体的热量Q M （液体）
初始状态T 1 = 7℃ 最终状态T 2 = 60℃ 温度上升ΔT = 60－7= 53℃
液体体积 = 2.5m 3 液体质量m = 2500kg t = 1h = 3600s
液体比热c p = 4.187kJ/(kg ·℃)
t T C m Q p M ?=**(液体）
3600
53*187.4*2500(=液体）M Q 1.154(=液体）M Q KW
1.2加热罐体材料所需的热量Q M （罐体）
筒体和封头的名义厚度 = 8mm
主筒体的质量M1 = 361 kg
主封头对的质量M2=119.3*2
=238.6 kg
管箱附件质量（含换热机芯）M3=165kg
t T C M M M Q p M ?++=**)321(（罐体）
3600
53*5.0*)1656.238361(++=（罐体）M Q KW Q M 63.5(=罐体）
备注：(钢板Q235-B 密度 = 7850 kg/m 3， c p = 0.5 kJ/(kg ·℃))
1.3罐体表面的热损失Q M（表面）
*
Q M?
=*
T
F
U
(罐体表面）
式中:
ΔT为平均温差ΔT m，℃；
ΔT M = T m - T amb，℃；
T m = 平均液体温度(即（7+60）/2=33.5℃）；
T amb = 设计环境温度（按流体初始温度7℃计）；
F为罐体的外表面积（该罐体的外表面积约为11.2㎡）；
U为罐体与空气的换热系数；（查下表可得： U = 11 W/(m2·℃)
静止的空气条件下的总的传热系数（该表参考斯派莎克的实验数据）对25mm的隔热层，换热系数U需要乘以系数0.2。
对50mm的隔热层，换热系数U需要乘以系数0.1。
*
11
(
Q
11
26
1000
2.
/)5.
*
M
(=
罐体表面）
Q M3.3
KW
罐体表面）
(=
备注：暂不考虑保温措施。
1.4 液体表面的热损失Q M（液体表面）：
由于该罐体是全闭式状态工作，满罐工作，液体表面不存在热损失，故Q M（液体表面）=0KW 备注：针对开式水箱需考虑该部分损失。（其具体计算方法不在此描述）
1.5 总的平均需要传热量Q M（start-up）
Q M（启动）= Q M（液体）+Q M（罐体）+Q M（罐体表面）+Q M（液体表面）
Q M（启动）= 154.1 kW+5.63 kW+3.3 kW+0kW
Q M（启动）= 160.33 kW
按照经验值15-20%的选型：Q M（启动）=（1.15－1.2）* Q M（液体）
=174.11-181.68KW
相比实际核算出来的，每台高出大约14-21KW,大约高出9%-15%，一般的星级酒店对容换的配置为一用一备，分区供应热水，少则三个分区，多则四到五个分区。这样下来整个热水系统高出的负荷按照10%计算，以一个1500KW的热水系统，则有150KW的浪费，这150KW的负荷可产热水量2.44m3（7/60℃）的，实在是浪费资源。
由上述结果看到：针对工厂定时供应热水的系统，可以延长启动过程，这样可以降低最大传热率，对锅炉的运行有好处，而且对温度控制系统的要求也降低了。设备投资也降低了，能耗也降到最低。
本文由四川迪瑞机电设备有限公司提供，上述计算数值仅供参考。
板式换热器与容积式换热器相比
板式换热器与容积式换热器对比 容积式换热器： 优点： 1）容积式换热器兼具换热、贮热功能。有较大的贮热量，可以提前加热，将热水贮存在换热器内，热媒的小时耗热量可随加热时间的加长而减小其峰值。 2）容积式换热器适用于热水用量大，且用水不均匀的建筑物，如酒店的生活用水。 3）被加热水通过罐体阻力损失小。 4）结构简单、管理方便，可承受水压，噪音低。 5）供水水压、水温稳定、安全、节水、用水舒适。使用寿命长。 缺点： 1）外形体积较大、换热效率低，通过不断的循环加热才能达到要求的温度。 2）壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大是需要采用膨胀节或波纹管等补偿元件减小温差应力。 3）清洗不方便，所有部件均焊接组成，仅能通过换热管束导流筒进入设备内部进行检修、清洗。 4）对热源温度要求较高，满足产水量的情况下，热源流量和温度必须得到保证。 板式换热器： 优点： 1）传热效率高，传热系数大，对数温差大，单位换热面积置换热量远高于其他换热设备，而且容易改变换热面积或流程组合，适用于多重介质换热。 2）重量轻、占地面积小，结构紧凑，适用于各种工况与环境，可充分利用原有设备，克服空间局限的场合。 3）换热器板片间通道经过特殊的流道设计，在很低的雷诺数下就能产生强烈的湍流，内流体运动激烈，且表面光滑，形成积垢较少，工作周期长，并便于使用化学方法清洗。
4）具有较强的变工况适应能力，由于优化设计的板型，加热水在0.3m/s至1.2m/s的流速范围内均能达到传热意义上的紊流，因此在较宽的负荷变化范围内热工性能变化不大。5）易于维护检修，设备停车后，一两个人就能轻松的对设备进行例行维护和检修，降低维护费用及运行成本。 6）单位传热面积的金属耗量最低，降低了制造与购买成本。 缺点： 1）工作压力≤2.5MPa，工作温度≤200℃，不适用于易堵塞介质。 2）换热器板片较薄，承压能力相对较低；特别是对于波纹板片间形成接触点，互为支撑型的换热器，如果使用年代长，压紧尺寸超出安装要求尺寸后，易使接触点压成凹坑，最后形成穿孔，使板片报废。 3）板片之间的间距较窄，液膜较薄，蒸发速度快。若为高温蒸汽与液体物料作为冷热介质进行换热，在物料突然断流情况下，容易发生蒸干焦化现象，加速板片间的密封垫圈损坏；焦化物质会造成板片间冷物料通道堵死，影响设备的使用，给生产造成损失。所以，员工对板式换热器设备结构和工作原理的理解是实际使用中的难点。 4）单位长度的压力损失大。由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大
课程设计—列管式换热器
课程设计设计题目：列管式换热器 专业班级：应化1301班 姓名：王伟 学号： U201310289 指导老师：王华军 时间： 2016年8月
目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3．1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3．3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)
4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)
列管式换热器设计
第一章列管式换热器的设计 1.1概述 列管式换热器是一种较早发展起来的型式，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家中已有系列化标准。列管式换热器在换热效率，紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但是它具有结构牢固，适应性大，材料范围广泛等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型，在高温高压和大型换热器中，仍占绝对优势。例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜（或再沸器）和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等，大都采用列管式换热器[3]。 1.2列管换热器型式的选择 列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分，主要有以下几种：（1）固定管板式换热器：这类换热器的结构比较简单、紧凑，造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器。 为了克服温差应力必须有温度补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。 （2）浮头换热器：换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上来连接有一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。这种型式的优点为：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。 （3）填料函式换热器：这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构与比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。 （4）U型管换热器：这类换热器只有一个管板，管程至少为两程管束可以抽出清洗，
换热器的传热系数K
介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是： 1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃ 饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管流速）含污垢系数0.0003。水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水 850～1700 水气体 17～280 水有机溶剂 280～850 水轻油 340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝 455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在800~2200W/m2·℃围。
列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。 螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃围。 板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃围。 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
半容积式换热器技术要求
第二章采购内容、技术规格及要求 一、招标货物一览表（投标报价单包括半容积式换热机组整体报价及主要分部件详细报价）
1、所有机组按施工图配置（包含但不限于）：换热器、膨胀罐、循环水泵、磁水器、过滤器、压力表、温度计、安全阀、闸阀、止回阀、防倒流止回阀、连接不锈管材管件、自控柜等。 2、主要设备材料品牌应满足汽源提供单位阜阳热电集团有限公司关于热力站房技术标准：（1）半容积式热交换机为国内知名品牌； （2）一次侧蒸汽及冷凝水接口，除自身法兰外，单独再配法兰一片。 （3）二次侧所有管材管件、阀门均为不锈钢材质，阀门附件为国内一线品牌(品牌为：埃美柯、开维喜、丹佛斯、维克威尔)。 （4）循环水泵（为进口品牌：KSB、威乐、格兰富、赛莱默）泵体、叶轮均为不锈钢SUS340材质，轴承为原装进口品牌集成机械密封。 （5）控制柜元器件品牌为：施耐德、ABB、西门子 3、换热机组必须具备全自动无人值守功能。 二、供货要求（成套供应组装、调试） 1、本次招标的货物，投标人应根据本章的技术规范及环境条件要求选择使用寿命长、品质佳、性能价格比优、环保节能、便于维护的货物参与投标，并需对其投标文件和供货中涉及到的专利负责，保证在任何情况下不伤害招标人的利益。 2、本次招标采购范围内的材料均需符合设计文件和国家有关规定的具体要求，所有材料须有合格证和质量保证书，并符合国家颁布的最新技术标准；使用时须经招标人、监理单位、安装单位验收合格后才能使用。 3、本次采购的货物质量等级不低于国家或行业相关规定标准。 4、本次招标采购的所有材料加工、制作均在制造商场地内制作完成，货到现场时必须经招标人、监理单位、安装单位验收。 5、投标人应根据招标文件所提出的技术规格、参数、数量、质量和服务要求，综合考虑材料的适应性，选择具有最佳性能价格比的材料前来投标。希望投标人以精良的材料、优良的服务和优惠的价格，充分显示自身的竞争实力。 6、因本次招标采购的材料制造、包装运输等方面引起的货物缺陷，造成工程验收不能通
换热器的传热系数
1 介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是：1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水850～1700 水气体17～280 水有机溶剂280～850 水轻油340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在 2 800~2200W/m2·℃范围内。列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100) 下即可达到湍流，以提高对流传热系数。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济
列管式换热器选型设计计算
第一部分列管式换热器选型设计计算 一．列管式换热器设计过程中的常见问题 换热器设计的优劣最终要以是否适用、经济、安全、负荷弹性大、操作可靠、检修清洗方便等为考察原则。当这些原则相互矛盾时，应在首先满足基本要求的情况下再考虑一般原则。 1．流体流动空间的选择原则 （1）不洁净和易结垢的流体宜走管内，因为管内清洗比较方便。 （2）腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。（3）压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，可节省壳体金属消耗量。 （4）饱和蒸气宜走管间，以便于及时排出冷凝液，且蒸气较洁净，它对清洗无要求。（5）有毒流体宜走管内，使泄漏机会较少。 （6）被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 （7）粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re（Re>100）下即可达到湍流，可以提高对流传热系数。 （8）对于刚性结构的换热器，若两流体的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁面温度与α大的流体温度相近，可以减少热应力。 在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾。2．流体流速的选择 根据管内湍流时对流传热系数αi∝u0.8，流速增大，则αi增大，同时污垢热阻R si 减小，利于传热，从而可减少传热面积，节约设备费用；但同时又使压降增大，加大了动力消耗，提高了操作费用。可见应全面分析权衡比较适宜的流速。 （1）所选流速要尽量使流体湍流，有利传热。 （2）所选流速应使管长或程数恰当。管子过长，不便于清洗管内污垢；而管子过短，管程数增加，使结构复杂化，传热温差减少，均会降低传热效果。 （3）粘度大的流体，流速应小些，可按滞流处理。 （4）高密度流体（液体），阻力消耗与传热速率相比一般较小，可适当提高流速。 在我们教材及换热器设计手册中均给了出一些经验数据，以供参考。 3．管子规格及排列情况 （1）管径选择：国内换热器系列标准件中管子规格为Φ25×2.5mm、Φ19×2mm，在再沸器中可采用Φ38×3mm。 （2）管长：以清洗方便和合理使用管材为原则，系列标准件中采用1.5m，2m，3 m和6m四种。 （3）管子排列方法 管子在管板上的排列方法有三种：正三角形，正方形直列和正方形错列（见化工原理下册，天大版，P256，图4-25）。 正三角形排列使用最普遍，在同一管板面积上可以排列较多传热管，管外流体搅动较大，对流传热系数较高，但相应阻力也较大，管间不易清洗；正方形直列便于清洗管外表面，但传热系数较小；正方形错列介于上述两者之间，对流传热系数高于正方形直列。 （4）管中心距t 管子与管板采用胀管法连接t=(1.3-1.5)d o，管子与管板采用焊管法连接t=1.25d o，相邻两管外壁间距不应小于6mm。 4．折流挡板 前面已述常用的有圆缺形和盘环形挡板（见化工原理下册，天大版，P257，图4-27），而又以缺口面积为壳体内截面积25%的圆缺形折板用的最广泛。 折流挡板间距h：h=0.2~1D（壳内径），系列标准件中采用的板间距为：固定管板式有150、300、600mm三种，浮头式有150、200、300、480和600mm五种。 5．流体流动阻力
列管式换热器的设计计算
2.4 列管换热器设计示例 某生产过程中，需将6000 kg/h的油从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水入口温度30℃，出口温度为40℃。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 1．确定设计方案 （1）选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度40℃冷流体(循环水)进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取u i=0.5m/ｓ。 2．确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 壳程油的定性温度为(℃) 管程流体的定性温度为(℃) 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 油在90℃下的有关物性数据如下： 密度ρo=825 kg/m3 定压比热容c po=2.22 kJ/(kg·℃) 导热系数λo=0.140 W/(m·℃) 粘度μo=0.000715 Pa·s 循环冷却水在35℃下的物性数据： 密度ρi=994 kg/m3 定压比热容c pi=4.08 kJ/(kg·℃) 导热系数λi=0.626 W/(m·℃) 粘度μi=0.000725 Pa·s 3．计算总传热系数 （1）热流量 Q o=W o c poΔt o=6000×2.22×(140-40)=1.32×106kJ/h=366.7(kW) （2）平均传热温差 (℃) （3）冷却水用量 (kg/h)
板式换热器换热面积与传热系数的关系
传热效率高: 板片波纹的设计以高度的薄膜导热系数为目标，板片波纹所形成的特殊流道，使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流（湍流），扰动流又有自净效应以防止污垢生成因而传热效率很高。 一般地说，板式换热器的传热系数K值在3000～6000W/m2.oC范围内。这就表明，板式换热器只需要管壳式换热器面积的1/2～1/4 即可达到同样的换热效果。 随机应变: 由于换热板容易拆卸，通过调节换热板的数目或者变更流程就可以得到最合适的传热效果和容量。只要利用换热器中间架，换热板部件就可有多种独特的机能。这样就为用户提供了随时可变更处理量和改变传热系数K值或者增加新机能的可能。 热损失小: 因结构紧凑和体积小，换热器的外表面积也很小，因而热损失也很小，通常设备不再需要保温。 使用安全可靠: 在板片之间的密封装置上设计了2道密封，同时又设有信号孔，一旦发生泄漏，可将其排出热换器外部，即防止了二种介质相混，又起到了安全报警的作用。 有利于低温热源的利用: 由于两种介质几乎是全逆 流流动，以及高的传热效果，板式 换热器两种介质的最小温差可达到 1oC。用它来回收低温余热或利用低 温热源都是最理想的设备。
冷却水量小: 板式换热器由于其流道的几何形状所致，以及二种液体都又很高的热效率，故可使冷却水用量大为降低。反过来又降低了管道，阀门和泵的安装费用。 占地少，易维护: 板式换热器的结构极为紧凑，在传热量相等的条件下，所占空间仅为管壳式换热器的1/2～1/3。并且不象管壳式那样需要预留出很大得空间用来拉出管束检修。而板式换热器只需要松开夹紧螺杆，即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面，且拆装很方便。 阻力损失少: 在相同传热系数的条件下，板式换热器通过合理的选择流速，阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围内。 投资效率高: 在相同传热量的前提下，板式换热器与管壳式换热器相比较，由于换热面积，占地面积，流体阻力，冷却水用量等项目数值的减少，使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用大大降低，特别是当需要采用昂贵的材料时，由于效率高和板材薄，设备更显经济。
半容积式换热器技术标准新
半容积式换热器技术标准 第一节目的 本技术标准的制定用于指导明宇集团公司开发项目的设备招投标及采购。 第二节应用范围 1. 本标准适用于五星级酒店、甲级写字楼集中热水供应系统。 2.本标准适用于公称压力PN≤1.6MPa，被加热水温度≤60℃，热媒温度不大于95℃，工作介质为饮用水的水-水换热系统。 第三节执行标准 1.《钢制压力容器》GB150-1998、《管壳式换热器》GB151-1999。 2.上述标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。使用本标准的各 方应考虑使用最新版本标准的可能性。 3.本标准未涵盖产品应执行的所有技术标准。 4.设计院提供的设计要求。 5.半容积式换热器须参照美国锅炉及压力容器标准(ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE)来设计、安装及测试，并受UNDERWRITERS LABORATORY或德国标准DIN所认可。 第四节技术要求 1.说明 本节说明半容积式换热器及其有关的控制设备的生产、运输、安装及调试要求。 1.1 一般要求 1.1.1在运送、储存和安装换热器的过程中，应采取正确的保护设施保护换热器。 1.1.2为了正确运送及安装换热器，承包单位应供应所有必需的运送支架，吊架等设备。1.1.3产品适用的参数为：公称直径DN ≤2600mm；公称压力PN ≤35MPa；且公称直径（mm）
和公称压力（MPa）的乘积不大于1.75×104。 1.2 质量要求 1.2.1半容积式换热器须满足第三节的执行标准 1.2.2每一台换热器应由同一厂家整体装配生产，其中包括贮水容器、热交换组件、内循环水系统、温度控制及安全设备、外壳等。 1.2.3换热器的生产商必须具有生产及安装同类型及功能相约的设备，并能成功地运行不少于五年的经验和记录。 1.2.4每台换热器上应附有原厂的标志牌，标明厂家名称、设备编号、型号及有关之技术数据。 1.2.5系统设计、系统之各项指针、系统设备、材料及工艺均须符合本章内所标注的规范/标准，或其它与该标准要求相符的中国或国际认可的规范/标准。 1.2.6合资格厂家为中外合资厂，并拥有ISO9001生产资量控制证书及国家所批核的压力容器生产许可证D1及D2类。 1.3 资料呈审 1.3.1提交由厂家提供的技术数据及特性曲线，以显示有关设备的输出热力、效率、热水的出/入水温度、水压差及水流量、操作压力、测试压力、操作步骤，安装及测试步骤等。1.3.2提供由制造厂家所印刷的安装、操作及维修手册，内容应详述有关操作程序和维修程序。 1.3.3提供齐全的配件表及厂家建议的后备配件表。 1.3.4提供厂家测试的报告及证书并说明其操作及试验效果。 1.3.5提供施工图，详细显示有关设备的安装和固定要求、设备负载承重分布、控制和电气线路及管道接驳等资料。 1.4 产品 1.4.1 一般要求 A.按图纸或设备表所示，提供卧式或立式换热器。 B. 换热器及热水管道可抵受的工作压力需不少于1000kpa。 C. 换热器之加热功率及容量须符合设备表上所述之要求。 D.每台换热器至少配备以下设备： 1.适当口径的冷/热水出入水接驳口。 2.在出水管处提供温度计入压力表。 3.温度控制系统（含温度传感器、DDC控制器、比例控制阀）。
换热器传热系数测定汇总
化 工 实 验 报 告 姓名： 学号： 报告成绩： 课程名称 化工原理实验 实验名称 换热器传热系数的测定实验 班级名称 组 长 同组者 指导教师 实验日期 教师对报告的校正意见 一、 实验目的 1、了解传气—汽对流热的基本理论，掌握套管换热器的操作方法。 2、掌握对流传热系数 α i 测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 3、应用线性回归分析方法，确定关联式 4 .0Pr Re i m A Nu = 中常数 A 、m 的值。 4、了解强化换热的基本方式，确定传热强化比 0/Nu Nu 。 二、 实验内容与要求 1、测定不同空气流速下普通套管换热器的对流传热系数 α i 。 2、不同空气流速下强化套管换热器的对流传热系数 α i 。 3、分别求普通管、强化管换热器准数关联式4 .0Pr Re i m A Nu =中常数 A 、m 的值。 4、根据准数关联式4 .0Pr Re i m A Nu =,计算同一流量下的传热强化比 0/Nu Nu 。 5、分别求取普通套管换热器、强化套管换热器的总传热系数 0K 。 三、 实验原理 1 、对流传热系数i α的测定： i m i i S t Q ?= α （5-1） 式中：i α—管内流体对流传热系数，w/（m 2·℃）； Q i —管内传热速率，w ； 3600 t C V Q m p m i ????= ρ （5-2） 式中：V —空气流过测量段上平均体积，m 3/h ； m P —测量段上空气的平均密度，kg/m ； i S —管内传热面积， m ； 1 页
Re Pr 4 .0-Nu m Cp —测量段上空气的平均比热，J/（kg.g ）； m t ?—管内流体空气与管内壁面的平均温度差，℃。 ()() 2 121m ln t t T t T t T t T S S w w -----= ? （5-3） 当 2>1t ? / 2t ? >0.5 时，可简化为 2 2 1t t T t W m +- =? （5-4） 式中：1t ，2t —冷流体（空气）的入口、出口温度，℃； Tw — 壁面平均温度，℃。 2、对流传热系数准数关联式的实验确定： 流体在管内作强制对流时，处于被加热状态，准数关联式的形式为： n i m i A Nu Pr Re = （5-5） 其中，传热准数：i i i i d Nu λ α= （5-6） 雷诺准数： i i i i i u d μ ρ= Re （5-7） 其中：u-测量段上空气的平均流速：3600?= F V u （5-8） 普朗特准数： i i pi i c λ μ= Pr （5-9） 对于管内被加热的空气，普朗特准数i Pr 变化不大，可认为是常数，关联式简化为： 4.0Pr Re i m i A Nu i = （5-10） 通过实验确定不同流量下的i Re 与i Nu 。 3、关联式4 .0Pr Re i m i A Nu i =中的常数A ，m 的确定： 以 4 .0Pr Nu 纵坐标，Re 为横坐标，在对数坐标上绘 关系，作图、回归得到准数关联式4 .0Pr Re i m i A Nu i =中的常数A ，m 。 同理得到强化管准数关联式4 .0Pr Re i m i A Nu i =中的常数A ，m 。 4、强化比的确定 2 页
水水容积式换热器
水水容积式换热器 ——换热设备推广中心 水水容积式换热器不仅拥有换热器的优点，同时弥补了换热器容积小的缺点，可以续存部分的热水，适用于符合波动较大或短时间需要大量用水的情况. 容积式换热器按照导热管的不同主要可以分为:螺纹管容积式换热器.涡流热膜容积式换热器和浮动盘管容积式换热器。山东普利龙压力容器有限公司具有生产换热器的多年经验。水水容积式换热器按照外形的不同主要有:立式水水容积式换热器和卧式水水容积式换热器。水水容积式换热器按照导热管的不同又可以分为:浮动盘管容积式换热器和螺纹管容积式换热器。一般都由导管.法兰.筒体和管板组成。 在换热器家族中，浮动盘管容积式换热器以其独有的换热元件，使其具有许多其它形式换热器所不具备的优点，因而备受用户青睐。山东普利龙压力容器有限公司在十多年的生产制造过程中，认真总结自身经验，收集市场反馈信息，不断优化改进，使其结构益趋合理，性能更加优越。根据我公司研发进程及市场需求，现已推出第六代产品。 浮动盘管容积式换热器的性能特点: 、传热系数高:汽水换热时，K,2100,32001 千卡,平方米小时。度(2400,3720瓦,平方米 度);水水换热时，K,1210,2100千卡,平方米。
小时。度(1410,2460瓦,平方米。度)。 2、贮水量大，基本无死水区，容积利用率高，水头损失小，供水安全稳定。 3、不需预留抽管束空间，占地面积小。 4、由于换热盘管在壳体内可浮动和自由伸缩，促使热媒和被加热水扰动，提高了传热效率，使换热更充分，一级换热即可满足使用要求。汽水换热时，凝结水温度可降到50?以下，充分节约能源。 5、可连续自动检测出水温度，并指令控制阀调节进入盘管内的热媒流量，实现精确温控。即使在负荷波动情况下，出水温度可保持在设定值的?2?范围内(本功能非设备固有，须用户选购温控阀)。 6、具有自动除垢的功能，运转过程中无冲击噪声，便于维修管理，使用寿命长。 LWR螺纹管容积式换热器采用高效传热管—螺纹管作为换热元件，传热系数高，比光管换热器高1—3倍，流动阻力小，消耗动力少。
总传热系数的测定 附最全思考题
聊城大学实验报告 课题名称：化工原理实验 实验名称：总传热系数的测定 姓名：元险成绩： 学号：1989 班级： 实验日期：2011-9-18 实验内容：测定套管换热器中水—水物系在常用流速范围内的总传热系数K，分析强化传热效果的途径。
总传热系数的测定 一、实验目的 1.了解换热器的结构，掌握换热器的操作方法。 2.掌握换热器总传热系数K 的测定方法。 3.了解流体的流量和流向不同对总传热系数的影响 二、基本原理 在工业生产中，要完成加热或冷却任务，一般是通过换热器来实现的，即换热器必须在单位时间内完成传送一定的热量以满足工艺要求。换热器性能指标之一是传热系数K 。通过对这一指标的实际测定，可对换热器操作、选用、及改进提供依据。 传热系数K 值的测定可根据热量恒算式及传热速率方程式联立求解。 传热速率方程式： Q =kS ?t m （1） 通过换热器所传递的热量可由热量恒算式计算，即 Q =W h C ph （T 1－T 2）=W c C pc （t 2－t 1）＋Q 损 （2） 若实验设备保温良好，Q 损可忽略不计，所以 Q =W h C ph （T 1－T 2）=W c C pc （t 2－t 1） （3） 式中，Q 为单位时间的传热量，W ；K 为总传热系数，W/(m 2·℃)；?t m 为传热对数平均温度差，℃；S 为传热面积（这里基于外表面积），m 2；W h ,W c 为热、冷流体的质量流量，kg/s ；C ph ,C pc 为热、冷流体的平均定压比热，J/(kg ·℃)；T 1,T 2为热流体的进出口温度，℃；t 1,t 2为冷流体的进出口温度，℃。 ?tm 为换热器两端温度差的对数平均值，即 12 1 2ln t t t t t m ???-?=? （4） 当212≤??t t 时，可以用算术平均温度差(2 12t t ?+?)代替对数平均温度差。由上式所计算出口的传热系数K 为测量值K 测。 传热系数的计算值K 计可用下式进行计算： ∑+++=S i R K λδαα11 10计 （5） 式中，α0为换热器管外侧流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；αi 为换热器管内侧流体对流传热系数，W/(m 2·℃)；δ为管壁厚度，m ；λ——管壁的导热系数，W/(m 2·℃)；R S 为污垢热阻，m 2·℃/W 。 当管壁和垢层的热阻可以忽略不计时，上式可简化成：
容积式热交换器的工作原理
容积式热交换器的工作原理1.自动控温节能型容积式热交换器，它充分利用蒸汽能源，高效、节能是一种新型热水器。普通热交换器一般需要配置水水热交换器来降低蒸汽凝结水温度以便回用。而节能型热交换器凝结出水温度在75℃左右，可直接回锅炉房重复使用。这样减少了设备投资，节约热交换器机房面积，从而降低基建造价：因此节能型容积式热交换器深受广大设计用户单位欢迎。 2.节能型容积式热交换器工作原理详图示。有立式、卧式两种类型，其技术参数详后项图表，本厂生产规格齐全，还可按用户单位特殊需要设计、加工。 3.本热交换器适用于一般工业及民用建筑的热水供应系统。热媒为蒸汽，加热排管工作压力为＜0.6MPa,壳体工作压力为0～1.6MPa，出口热水温度为65℃。 4.节能型容积式热交换器，壳体材料有三种：碳素钢Q235-A、B，不锈钢IGr18Ni9Ti,碳素钢内衬铜，U型管材料有，紫铜管T2及不锈钢管ICr18Ni9Ti，可按需要加以选用。 5.卧式节能型式为钢制鞍式支座。与国际S154、S165相同。立式为柱脚支座。 6.热交换器必须设置安全装置，下列三种安全装置可选择其中一种装设于交换器上： (1)在交换器顶装安全阀，安全阀压力须与热交换器的最高工作压力相适应(向安全阀生产厂订货时需加以申明)。安全阀的安装与使用应符合劳动人事部《压力容器安全技术监督规程》的规定。 (2)在交换器顶部装设接通大气的引出管(在有条件的场合)。 (3)设膨胀水箱，与水加热器相连，以放出膨胀水量。 7.若水中含有硬度、盐类，使用热交换器时，器壁和管壁会形成水垢，导致换热率降低，能耗增加，因而影响使用，故应采用一定的软化措施。 8.钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水水质良好。钢壳内衬铜的厚度一般为 1.2mm。钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。此阀除非定期检修是绝对不能取消的。部分真空的形成原因可能是排水不当，低水位时从热交换器抽水过度，或者排气系统不良。水锤或突然的压力降也是造成负压的原因。 信息来源：51承压设备论坛https://www.wendangku.net/doc/304726675.html, 原文链接：https://www.wendangku.net/doc/304726675.html,/thread-25638-1-1.html
列管式换热器的设计计算
列管式换热器的设计计算 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换 热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用 多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和 流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择 增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。 此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准； 单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热面积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说，设计时可采取冷却水两端温差为5～10℃。缺水地区选用较大的温度 差，水源丰富地区选用较小的温度差。 4. 管子的规格和排列方法 选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25×2.5mm及φ19×mm两种 规格的管子。 管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。 如前所述，管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，如第五节中图4－25所示。等边三角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于壳程流体易产生污垢的场合；但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之间，即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。 管子在管板上排列的间距(指相邻两根管子的中心距)，随管子与管板的连接方法不同而异。通常，胀管法取t=(1.3～1.5)do，且相邻两管外壁间距不应小于6mm，即t≥(d+6)。焊接法取t=1.25do。 5. 管程和壳程数的确定当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时，有时会使管内流速较低，因而对流传热系数较小。为了提高管内流速，可采用多管程。但是程数过多，导致管程流体
(影响换热器总传热系数的原因
1L: 1、结构；2、介质；3、运行参数 2L: 传热系数的大小与冷热流体的性质、换热的操作条件（如流速、温度等）、传热面的结垢状况以及换热器的结构和尺寸等许多因素有关。对流传热十分复杂，垢层热阻又难以确定，因此传热系数的计算值与实际值往往相差较大。在设计换热器时，最好有实测值或生产中积累的经验数据作为参考。 3L: 换热器的总传热系数主要与换热管两侧的膜传热系数和换热管的热阻有关，因而换热器的总传热系数与下列参数有关： 1.换热管、壳程流体的物性数据（粘度、表面张力、密度等）； 2.换热管、壳程流体的流速有关； 3.换热管的热阻有关。 4L: 在传热基本方程式Q=KAΔtm中，传热量Q是生产任务所规定的，温度差Δtm之值由冷、热流体进、出换热器的始、终温度决定，也是由工艺要求给出的条件，则传热面积A之值与总传热系数K值密切相关，因此，如何合理地确定K值，是设计换热器中的一个重要问题。 目前，总传热系数K值有三个来源：一是选取经验值，即目前生产设备中所用的经过实践证实并总结出来的生产实践数据；二是实验测定K值；三是计算。 在传热计算中，如何合理地确定K值，是设计换热器中的一个重要问题。而在设计中往往参照在工艺条件相仿、类似设备上所得较为成熟的生产数据作为设计依据。工业生产用列管式换热器中总传热系数值的大致范围见表4-10 列管式换热器中K值大致范围 热流体 冷流体 总传热系数，K W/m2·K 水 水 850～1700 轻油 水 340～910 重油 水 60～280
气体 水 17～280 水蒸汽冷凝 水 1420～4250 水蒸汽冷凝 气体 30～300 低沸点烃类蒸汽冷凝(常压) 水 455～1140 高沸点烃类蒸汽冷凝(减压) 水 60～170 水蒸汽冷凝 水沸腾 2000～4250 水蒸汽冷凝 轻油沸腾 455～1020 水蒸汽冷凝 重油沸腾 140～425 总传热系数的计算 前述确定K值的方法虽然简单，但往往会因具体条件不完全符合所设计的情况，而影响到设计的可靠性。所以，还必须对传热过程进行理论上的分析，以了解各种因素对传热过程的影响，从而建立起计算总传热系数K的定量式。这样可将理论计算值与生产过程的经验值或现场测定值互相核对、互相补充，最后得出一个比较符合客观实际的K值，以用来进行生产设备的设计。 如图4-23所示，两流体通过金属壁的传热包括以下过程： (1) 热流体以对流传热的方式将热量传给管壁一侧；
容积式换热器的能量消耗
（半）容积式换热器的能量消耗 （半）容积式换热器在酒店、医院、工厂等热水系统运用较为广泛，也是目前较为理想的热交换设备。很多厂家或者设计师在设备选型的过程中，往往只计算把流体加热到目标温度温度所需要的热量，再在此基础上放大15%-20%的设计富裕量作为设计负荷，其实这不是最准确的计算，尤其是针对星级酒店，负荷往往过大，造成设备初期投资大，后期运行过程中能量损失过大。 针对该问题，本文主要讲述如何精准计算罐体的能量需求： 当计算制程流体的罐体需要的热量时，需要的总热量包含部分或全部下列热量： 1. 把流体加热到目标温度需要的热量； 2. 把容器材料加热到工作温度需要的热量； 3. 从容器表面散失到大气环境的热损失； 4. 从液体表面散失到大气环境的热损失； 5. 其它冷的物体浸入制程流体时吸收的热量； 第1、第2项 - 用来加热流体和罐体温度的热量和第5项 - 被冷的物体吸收的热量，可以用公式t T C m Q p ?=**计算。通常，在设计过程中，第2-5条往往容易忽略，第3和第4项, 罐 体和液体表面的散热损失可以用公式T F U Q ?=**来计算。但是，散热损失计算要复杂的多，通常使用的是经验数据，正如上文提到的15-20%的设计富裕量，其实这并不准确，应根据实际情况，利用可信赖的图表和数据一一计算。 罐体表面的散热损失： 热量仅在表面与环境之间存在温差的时候才会发生热传递。 如果罐体的底部没有暴露在空气中，而是采用裙座放置在地上（裙座一般运用到容积较大的情况），通常，这部分的散热损失可以被忽略。但是一般的容换规格都不是太大，基本在10m 3之内，约70%集中在2.0-4.5m 3，常规采用支承式支座，罐体底部暴露在空气中的情况居多） 例如：一台立式的容积式换热器，容积为2.5m 3（直径1300mm,直段1400mm,封头为标准椭圆封头），加热时间1小时，管/壳程的设计压力为1.0/1.0MPa,型号为RV-04-2.5H(1.0/1.0)，水的初始温度为7℃，终温为60℃。
列管式换热器的计算
四、列管式换热器得工艺计算 4、1、确定物性参数: 定性温度:可取流体进口温度得平均值 壳程油得定性温度为 T=(140+40)/2=90℃ 管程流体得定性温度为 t=(30+40)/2=35℃ 根据定性温度,分别查取壳程与管程流体得有关物性数据煤油在定性温度下得物性数据: ρo=825kg/m3 μo=7、15×10-4Pa?S c po=2、22KJ/(Kg?℃) λo=0、14W/(m?℃) 循环冷却水在35℃下得物性数据: ρi=994kg/m3 C pi=4、08KJ/(kg、℃) λi=0、626W/(m、℃) μi=0、000725Pa、s 4、2、计算总传热系数: 4、2、1、热流量
m o=［(15、8×104)×103］/(300×24)=21944Kg/h Q o=m o c po t o=21944×2、22×(140-40)=4、87×106KJ/h=1353KW 4、2、1、2、平均传热温差 4、2、1、3、冷却水用量 W i=Q o/C piΔt=4、87×106/(4、08×(40-30))=119362 Kg/h 4、2、2、总传热系数K =0、023××× =4759W/(、℃﹚ 壳程传热系数:假设壳程得传热系数 污垢热阻 管壁得导热系数λ=45W/﹙m、℃﹚ 则总传热系数K为:
4、3、计算传热面积 S’=Q/(KΔt)= (1353×103)/(310×39)=111、9m2 考虑15%得面积裕度,S=1、15×S’=128、7 m2 4、4、工艺结构尺寸 4、4、1、管径与管内流速 选用φ25×2、5传热管(碳钢),取管内流速μi=1m/s 4、4、2、管程数与传热管数 依据传热管内径与流速确定单程传热管数 =(119362/(994×3600) 0、785×0、022×1 =106、2≈107根 按单程管计算,所需得传热管长度为 =128、7/(3、14×0、025×107)=15、32m 按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。现取传热管长L=6m,则该换热管程数为