换热器教学课件精.ppt
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1、换热器教学课件2023/2/14第1页,本讲稿共38页1 换热器设计计算的内容 在设计一个热交换器时,从收集原始在设计一个热交换器时,从收集原始资料开始,到正式绘画图纸为止,需要进资料开始,到正式绘画图纸为止,需要进行一系列的设计计算工作,这种计算一般行一系列的设计计算工作,这种计算一般包括下列几个方面的内容包括下列几个方面的内容:第2页,本讲稿共38页(1)(1)热计算热计算 根据给出的具体条件,例如热交换器的类根据给出的具体条件,例如热交换器的类型,流体的进、出口温度,压力,它们的物理型,流体的进、出口温度,压力,它们的物理化学性质,在传热过程中有无相变化学性质,在传热过程中有无相变等等,
2、等等,求出热交换器的传热系数,进而算出传热面积的求出热交换器的传热系数,进而算出传热面积的大小。大小。第3页,本讲稿共38页(2)(2)结构计算结构计算 根据传热面积的大小计算热交换器主根据传热面积的大小计算热交换器主要部件和构件的尺寸,例如管子的直径、要部件和构件的尺寸,例如管子的直径、长度、根数,壳体的直径,纵向隔板和折长度、根数,壳体的直径,纵向隔板和折流板的尺寸和数目,分程隔板的数目和布流板的尺寸和数目,分程隔板的数目和布置,以及连接管尺寸等等。置,以及连接管尺寸等等。第4页,本讲稿共38页(3)(3)流动阻力计算流动阻力计算 进行流动阻力计算的目的在于为选择泵或进行流动阻力计算的目的
3、在于为选择泵或风机提供依据,或者核算其压降是否在限定的风机提供依据,或者核算其压降是否在限定的范围之内。当压降超过允许的数值时,则必须范围之内。当压降超过允许的数值时,则必须改变热交换器的某些尺寸,或者改变流速等。改变热交换器的某些尺寸,或者改变流速等。第5页,本讲稿共38页(4)(4)强度计算计算强度计算计算 热交换器各部件尤其是受压部件热交换器各部件尤其是受压部件(如壳体如壳体)的应力大小,检查其强度是否在允许范围内,的应力大小,检查其强度是否在允许范围内,对于在高温高压下工作的热交换器,更不能忽对于在高温高压下工作的热交换器,更不能忽视这一步。在考虑强度时,应该尽量采用我国视这一步。在考
4、虑强度时,应该尽量采用我国生产的标准材料和部件,按照国家压力容器安生产的标准材料和部件,按照国家压力容器安全技术规定进行计算或核算。全技术规定进行计算或核算。第6页,本讲稿共38页 在热交换器向着大型化发展并对传热进行强在热交换器向着大型化发展并对传热进行强化的情况下,有可能因流体的流速过高而引起强化的情况下,有可能因流体的流速过高而引起强烈的振动,严重时甚至可使整个热交换器遭到破烈的振动,严重时甚至可使整个热交换器遭到破坏。因而在设计热交换器时,还必须对其振动情坏。因而在设计热交换器时,还必须对其振动情况进行预测或校核,判断有无产生强烈振动的可况进行预测或校核,判断有无产生强烈振动的可能,以
5、便采取相应的减振措施,保证安全运行。能,以便采取相应的减振措施,保证安全运行。第7页,本讲稿共38页1.1 1.1 热计算基本方程式热计算基本方程式第8页,本讲稿共38页传热计算 设计计算 校核计算 根据生产任务的要求,确定换热器的传热面积及换热器的其它有关尺寸,以便设计或选用换热器。判断一个换热器能否满足生产任务的要求或预测生产过程中某些参数的变化对换热器传热能力的影响。第9页,本讲稿共38页换热器热计算的基本公式为传热方程式:传热方程式:热平衡方程式:热平衡方程式:第10页,本讲稿共38页对于对于设计计算设计计算而言,给定的是而言,给定的是 ,以及进出口,以及进出口温度中的三个,最终求温度
6、中的三个,最终求独立变量:独立变量:需要给定其中的需要给定其中的5 5个变量,才可以计算另外三个变量。个变量,才可以计算另外三个变量。对于对于校核计算校核计算而言,给定的一般是而言,给定的一般是 ,F F,以及,以及2 2个进个进口温度,待求的是口温度,待求的是第11页,本讲稿共38页1.1.1 1.1.1 传热方程式传热方程式的普遍形式为(1.11.11.11.1)第12页,本讲稿共38页在工程计算中采用如下简化的传热方程式(1.21.21.21.2)第13页,本讲稿共38页1.1.2 1.1.2 热平衡方程式热平衡方程式 如果不考虑散至周围环境的热损失,则冷流体所吸收的热量就应该等于热流体
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