换热器的工艺参数参考表
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一.总传热系数
表3-1原油总传热系数参考表
表3-2油品换热器的经验总传热系数参考表
表3-3加氢、重整和润滑油换热器的经验总传热系数参考值
表3-4馏分油油气冷凝器经验总传热系数参考值
表3-5塔顶油气等冷凝器的总传热系数参考值
管壳式换热器
(1)用作冷凝器
表3-6-1
(2)用作加热器
表3-6-2
(3)用作换热器
表3-6-3
(4)用作蒸发器
表3-6-4
(5)用作冷凝器
表3-6-5
续表
蛇管式换热器
(1)用作冷凝器
表3-7-1
续表
(2)用作加热器
表3-7-2
(3)用作换热器
表3-7-3
(4)用作蒸发器
表3-7-4
(5)用作冷凝器
表3-7-5
夹套式换热器
(1)用作冷却器
表3-8-1
、
(2)用作加热器
表3-8-2
(3)用作蒸发器
表3-8-3
续表
套管式换热器
(1)用作冷却器
表3-9-1
(2)用作加热器
表3-9-2
(3)用作热交换器
表3-9-3
(4)用作冷凝器
表3-9-4
空冷器
(1)用作冷却器
表3-10-1
(2)用作冷凝器
表3-10-2
喷淋式换热器
(1)用作冷凝器
表3-11-1
(2)用作冷却器
表3-11-2
螺旋板式换热器
表3-12
其他形式换热器
表3-13
续表
二.结垢热阻
表3-14水结垢热阻参考数据表单位:(m2.K)/W
表3-15原油结垢热阻参考数据表单位:(m2.K)/W
F1符号
K——以换热管外表面积为基准计算的总传热系数,W/(m2·℃);
q——热强度,W/m2;
γd——污垢热阻,m2·℃/W;
Tm、tm——分别为热、冷流体的平均温度,℃;
Ti、to——分别为热流体的进、出口温度,℃;
ti、to——分别为冷流体的进、出口温度,℃;
tt——管壁温度,℃;
ts——壳壁温度,℃;
△tM——流体的有效平均温差,℃;
α——以换热管外表面积为基准计算的给热系数,W/(m2·℃)。
下标:h——热流体侧;
c——冷流体侧。
F2壁温计算
F2.1换热管壁温的计算
热流体侧的壁温按公式(F1)计算:
(F1)
冷流体侧的壁温按公式(F2)计算:
(F2)
一般情况下取:
(F3)
当管壁热阻很小(此时tth=ttc)且管壁很薄(此时qh=qc)时,可按公式(F4)计算:
(F4)
作为估算,可取
(F5)
F2.2圆筒壁温的计算
圆筒壁温的计算方法与F2.1条管壁温度计算方法相同。
当圆筒外部有良好的保温,或壳程流体温度接近环境温度,或传热条件使得圆筒壁温度接近介质温度时,壳体壁温取壳程流体的平均速度。
F3流体的平均温度
Tm应按公式(F6)或公式(F8)计算;tm按公式(F7)或公式(F9)计算。
液体的平均温度(过渡流及湍流阶段):
(F6)
(F7)
液体(层流阶段)和气体的平均温度:
(F8)
(F9)
F4有效平均温差△tM的计算
本条适用于传热系数K值固定不变时△tM的计算。
F4.1并流和逆流换热器
在纯并流和纯逆流换热器中,或一侧为等温时,流体温度变化情况如图F1所示。
有效平均温差可用对数平均温差△tlog表示:
(F10)
式中:△t1——换热器大温差端的流体温差,℃;
△t2——换热器小温差端的流体温差,℃。
F4.2多程换热器
在两种流体均无相变化时,有效平均温差按公式(F11)计算:
(F11)
式中:——温度校正系数,根据和R两个参数,查得。
(F12)
(F13)
当值小于0.8时,换热器的经济效益是不合理的,此时应当增加管程数或壳程数,或者用几台换热器串联,必要时亦可调整温度条件。
当参数R值超过图中所示的范围或的读数不易确定时,可用代替R,以PR代替P,从图F2中相应图线查得值。
F5热强度q的计算
F5.1传热系数K值固定不变时
(F14)
F5.2传热系数K变化时
本条件计算方法适用于传热系数在整个换热器内与温度成线性变化,但不适用于冷却—冷凝器(过热蒸汽的冷凝,多组分蒸汽的冷凝以及含有大量不凝气的蒸气冷却过程)的计算。
①对于逆流换热器
(F15)
②对于其他流向的换热器
(F16)
公式(F15)和公式(F16)误差在±10%范围以内。
式中:——整个换热器各段的平均值;
——系数,由图F2查得;
K1——温差为△t1端的传热系数;
K2——温差为△t2端的传热系数。
本条的情况也可近似地按F5.1的方法计算。
F6总传热系数K和给热系数
流体的总传热系数K值和给热系数,应在换热器的工艺计算时确定。
包括污垢在内的,以换热管外表面积为基准的总传热系数K按公式(F17)计算:
(F17)
式中:K——总传热系数,W/m2·℃;
αo——管外流体给热系数,W/m2·℃;
αi——管内流体给热系数,W/m2·℃;
γdo——管外污垢热阻,m2·℃/W;
γdi——管内污垢热阻,m2·℃/W;
γW——用管外表面表示的管壁热阻如有延伸表面,也包括在内,m2·℃/W。
光管热阻:
翅片管(螺纹管)热阻:
式中:d——光管外径或螺纹管根部直径,m;
Hf——齿高,m;
δW——光管壁厚或螺纹管齿根壁厚,m;
λW——换热管材料导热系数,W/m·℃;
Nf——螺纹管每米齿数,m-1;
γW——管壁热阻(外表面积),m2·℃/W;
——换热管外表面积与内表面积之比;
η——翅化比(螺纹管外表面积/光管外表面积),采用光管时η=1。