石墨换热器

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板式换热器选型计算公式和传热系数

2018-06-07
板式换热器是一种新式高效的换热设备,在许多工业中已经使用很普遍,现已广泛用于动力工程、航舶、冶金、石油、化工、食品和轻工业等许多行业,近年来也推广到制糖工业。
  手工简易算法-板式换热器选型
  计算公式:F=Wq/(K*△T)
  式中F—换热面积m2;Wq—换热量W;K—传热系数W/m2·℃;△T—平均对数温差℃

  根据选定换热系统的有关参数,计算换热量、平均对数温差,设定传热系数,求出换热面积。选定厂家及换热器型号,计算板间流速,通过厂家样本提供的传热特性曲线及流阻特性曲线,查出实际传热系数及压降。

石墨换热器

  若实际传热系数小于设定传热系数,则应降低设定传热系数,重新计算。若实际传热系数大于设定传热系数,而实际压降大于设定压降,则应进一步降低设定传热系数,增大换热面积,重新计算。经过反复校核,直到计算结果满足换热系统的要求,最终确定换热器型号及换热面积大小。
  这种算法的优点是计算简单,步骤少,时间短;缺点是结果不准确,应用范围窄。造成结果不准确的原因主要是样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线是一定工况条件下的曲线,而设计工况可能与之不符。此外样本所提供的传热特性曲线及流阻特性曲线仅为水―水换热系统,在使用中有很大的局限性。

石墨设备应用可分为液-液,液-气换热两种形式;应用圆块孔式石墨换热器的两种流体的流向为错流和简单折流。即:纵向沿一个方向流动,而横向(冷却水或冷冻盐水)与纵向呈垂直的方向先沿一个方向流动,然后折回向相反方向流动,如此反复地作折流运动。  总传热系数的计算公式为:K=(αo-1+αi-1+∑αd-1+δ/λ)-1,其平均温度的计算必须乘以校正系数εΔt,εΔt>0.8合理,否则需调整工艺参数。  式中:αo为管外(或服务侧)的导热系数;αi为管内(或物料侧)的导热系数;αd为管内、外(或换热块两侧)的垢层系数;δ/λ为石墨管(或换热块)材的热阻。K值的大小决定石墨设备换热效果的好坏,式中四项的最大值对K值的影响最大。

处理物料

平均温度(℃)

换热方式

 

传热系数K

 

[W/(m2·℃)]

备注

氯化氢制取盐酸预热

 

硫酸厂洗涤塔循环冷却SO2

磷酸蒸发浓缩制磷酸

硫酸铜液电解制铜

合成纤维纺丝液蒸发

蒸汽预热饱和盐水

氯气冷却

洗涤氯气的循环饱和盐水冷却

洗涤氯气的循环饱和盐水冷却

氯气冷却

氯化氢气体冷却

合成氯化氢气体冷却

盐酸冷却(21%HCl)

盐酸再沸器(21%HCl)

浓酸(32~35% HCl)预热

氯化氢冷凝(97%HCl水冷)

氯化氢冷凝(99%HCl盐水冷)

盐酸冷却(31%HCl)

石墨合成炉

合成纤维纺丝液蒸发

NaCl溶液用蒸汽加热

21%HCl溶液用蒸汽加热

10%H2SO4用水冷却

ZnSO4溶液用水冷却

30~130

50~35

60~130

40~60

60~80

40~80

50~20

40~25

40~25

75~40

100~40

450~100

130~25

110~130

30~70

75~40

40~-15

80~40

1600~250

加热

冷却

蒸发

加热

蒸发

加热

冷却

冷却

冷却

冷却

冷却

冷却

冷却

蒸发

加热

冷凝

冷凝

冷却

冷却

蒸发

蒸发

蒸发

冷却

冷却

348.9~697.8

697.8~1046.7

465.2~1163

930.4~1744.5

581.5~930.4

697.8~1395.6

348.9~174.45

348.9~581.5

348.9~581.5

348.9~116.3

34.89~46.52

17.45~34.89

581.5~930.4

1163~3489

348.9~465.2

34.89~174.45

17.45~34.89

348.9~465.2

93.04~46.52

697.8~1163

697.8~1511.9

1744.5~2907.5

581.5~930.4

581.5~814.1

列管式

列管式

列管式

列管式

列管式

列管式

列管式

列管式

块孔式

淋洒式

板式

淋洒式

列管、块孔、淋洒式

列管式

块孔式

列管式

列管式

列管式

外淋水

列管式

列管式

列管式

列管式

列管式

处理物料

平均温度

(℃)

换热方式

 

传热系数K

 

[W/(m2·℃)]

流速(m/s)

水或淡碱液

10%硫酸+23%硫酸钠

50%的硫酸

30%的盐酸

85%的磷酸

50

50

50

40

50

蒸汽加热

1697.98~2267.85

1023.44~1302.56

848.99~1139.74

1418.86~1697.98

569.87~1139.74

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

10%的盐酸

15%的苛性苏打

60

50

冷却

848.99~1139.74

848.99~1139.74

1.2

1.2

处理物料

平均温度

(℃)

换热方式

 

传热系数K

 

[W/(m2·℃)]

蒸发速度

 

[kg/(h·m2)]

水或淡碱液

35%~60%的硫酸

50%~60%的硫酸

100

110~140

120~145

蒸发

1977.1~2837.72

1139.74~1418.86

790.84~1139.74

200

70

24

处理蒸汽

平均温度

(℃)

换热方式

 

传热系数K

 

[W/(m2·℃)]

冷凝速度

 

[kg/(h·m2)]

甲基醇

乙烯

17%NH3+8%CO2+2%H2S+73%H2O

100

65

83

93

冷凝(包括微冷却)

1977.1~2558.6

569.87~848.99

569.87~848.99

569.87

290~315

98

98~200

170



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