列管式-管壳式换热器换热面积计算软件-表格大全.xls

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逆流对数平均温差公式t=（T1-t2）-（T2-t1）/LN（T1-t2）/（T2-t1）逆流对数平均温差计算T1计算结果100热量公式Q=Cp*M*t热量计算Cp（KJ/Kg.C）计算结果1.005换热面积公式A=Q/（K*t）面积计算Q（J）计算结果8655.5625冷却水量M=Q/（Cp*t）水量计算Q（KJ/h）计算结果8.6555625总面积换热管外径（mm）换热管内径（mm）换热管长度（m）单管单位长度换热面积单管换热面积管数换换热热器器部部分分计计算算管程进口温度（）Tt1=出口温度（）Tt2=工作压力（MPa）Pt=平均温度（）Tt=流体的比定压热容Cp（KJ/（kg.）=流量（t/h）Q=流体密度（kg/m3）=所需热量（KJ/h）=壳程进口温度（）Ts1=出口温度（）Ts2=工作压力（MPa）Pt=平均温度（）Ts=流体的比定压热容Cp1（KJ/（kg.）=流速1.温差放出热量（KJ/（kg））为所需冷却水换热管外径（mm）25换热管内径（mm）20换热管长度（mm）1500换热管数量110.00换热器管程程数1换热管换热面积（m2）12.95906948换热管内介质流速（m/s）3.618992472总传热系数K计算热空气在管内强制湍流传热流体的导热系数（W/（m.）0.029流体主体粘度（Pa.s）0.00002管内强制湍流传热ai21.209474水体在管外强制湍流传热流体的导热系数（W/（m.）0.626壳程流体介质平均温度下密度（kg/m3）994壳程流体介质平均温度下流体主体粘度（Pa.s）7.25E-04壳程流体介质在管壁温度下流体粘度（Pa.s）w7.00E-05管外强制湍流传热ao383.3017298换热管选用材料10管换热管传热系数45总传热系数K=20.12流体的有效平均温差（）-30.83换热面积（m2）F=13.95T2t1t2t35253030.83M（Kg）t（C）Q（KJ/s）0.1325658.66K（w/m2.C）t（C）A（m2）3330.833900548.506538846Cp（KJ/Kg.Ct（C）M（Kg/s）4.17450.41471493.058.506538846A（m2）25201.50.0785398160.11780972472.2057444介质为热空气100（给定）35（给定）0.5（给定）67.5（计算）1.005（查表）450（给定）1.06（查表）-31160.025功率-8.66介质为水25（给定）30（给定）0.5（给定）27.54.174（查表）0.5t=（T1-t2）-（T2-t1）/LN（T1-t2）/（T2-t1）Q=Cp*M*tA=Q/（K*t）M=Q/（Cp*t）-20.870.4147（给定）（给定）（给定）（给定）（给定）雷诺数3836.1320213836.1320210.8705.190.0006931030.4400（查表）W/（m2K）本计算表格是基于换热器设计手册（钱颂文主编）中相关公式进行的计算Q=KAtQ=KAtmm式式中中：

Q-热负荷，WK-总传热系数，W/（m2.）A-换热器传热面积，m2tm-进行换热的两流体之间的平均温度差，其其中中总总传传热热系系数数KK的的计计算算公公式式如如下下：

热负荷Q的计算热流体进口温度T1=100冷流体进口温度t1=热流体出口温度T2=35冷流体出口温度t2=热流体定性温度T=67.5冷流体定性温度t=热流体质量流量mh=0.13125kg/s冷流体质量流量mc=热热负负荷荷Q=Q=8660W平均温差与温度修正系数tm的计算11、当当换换热热器器冷冷热热流流体体逆逆向向流流动动时时较大端温差t2=70较小端温差t1=10t1/t2=0.1428633、确确定定平平均均温温度度差差44、确确定定温温度度修修正正系系数数

（1）

（1）对对于于单单壳壳程程、双双管管程程或或者者2n2n管管程程的的管管壳壳式式换换热热器器P=0.0666667R=1355、根根据据PP、RR值值查查图图，确确定定对对应应温温度度修修正正系系数数（3）（3）当当tt11/t/t2222时时且且逆逆向向流流动动时时温度修正系数FT=0.98tm=30.22tm=30.83总传热系数K的计算管程对流传热系数Rei=7725.968243（湍流）Pri=0.693103448i=污垢热阻管外污垢热阻Rso=0.000172（m2.）/W管内流体污垢热阻Rsi=壳程对流传热系数de=去换热器列管中心距t=32mmA=0.0295313m20.032mReo=高变气被冷却，取（/w）0.140.95uo=0.0030873Pro=0.0048341o=总总传传热热系系数数1/Ko=0.0431016安全系数Ko=23.200979W/（m2.）最终结果对比管程压降kpa376.4096945376.4096945壳程压降kpa0.059701490.05970149计算总换热系数Ko=23.20097945混混合合气气体体粘粘度度、导导热热系系数数计计算算公公式式如如下下净化气在定性温度292时的物性数据（101.3kpa）物料粘度Pas密度kg/m3导热系数w/（m2）热容kj/kg25H2O4.52E-060.00712.08H23.68E-060.079714.530CH43.16E-080.00013.25N22.94E-060.00431.1327.5Ar4.81E-080.000020.8CO22.11E-070.00211.111450kg/hCO5.81E-070.00051.13热空气2.00E-051.05000.02901.0050假设K时换热面积设备选型壳径mm管程数公称面积m2管子总数管长m管子尺寸mmK=25W/（m2.）K=S=11.46m2S0=iiiMMiimyy管程压降核算Ft=1.4Np=2流通面积Ai=0.0178376m2ui=Rei=7725.9682（湍流）假设管壁粗糙度=0.1mm/di=0.0047619=p1=57.087576Pap2=P=376.40969Pa壳程压降核算Fs=1Ns=135.36617552W/（m2.）nc=12.077181折流挡板间距h=0.00017197（m2.）/WNB=4流通面积Ao=0.0444211m2uo=0.027151893mReo=312.6639350011.49286461800fo=1.349249552.67507917W/（m2.）p1=0.0539117Pap2=60P=0.0597015Pa要求（110kpa）-8.3150391.151.250.9280392安全系数高变气在定性温度430时的物性数据（101.3kpa）物料粘度Pas密度kg/m3导热系数w/（m2）H2O4.88E-060.0085H24.08E-060.0887CH43.45E-080.0001N23.21E-060.0048Ar5.27E-080.0000CO22.30E-070.0023CO6.34E-070.0006水7.250E-04994.00000.6260F600-3.2-4545021031.52520.02125.312011.33计算总换热系数Ko=23.2009794523.20097945设备选型（530）7.007680946m/s0.03177.34445778Pa正方形斜转45度排列时F=0.40.3m（515）0.009121986m/s0.005789793Pa管程压降核算壳程压降核算折流挡板间距h=要求（110kpa）热容kj/kg2.114.73.0651.1220.81.131.124.1740本计算表格是基于换热器设计手册（钱颂文主编）中相关公式进行的计算Q=KAtQ=KAtmm式式中中：

Q-热负荷，WK-总传热系数，W/（m2.）A-换热器传热面积，m2tm-进行换热的两流体之间的平均温度差，其其中中总总传传热热系系数数KK的的计计算算公公式式如如下下：

热负荷Q的计算热流体进口温度T1=440热流体出口温度T2=420热流体定性温度T=430热流体质量流量mh=100683kg/s热热负负荷荷Q=Q=1173387.305W平均温差与温度修正系数tm的计算11、当当换换热热器器冷冷热热流流体体逆逆向向流流动动时时较大端温差t2=130较小端温差t1=146t1/t2=1.12307692333、确确定定平平均均温温度度差差44、确确定定温温度度修修正正系系数数

（1）

（1）当当tt11/t/t2222时时且且逆逆向向流流动动时时

（1）

（1）对对于于单单壳壳程程、双双管管程程或或者者2n2n管管程程的的管管壳壳式式换换热热器器tm=138P=

（2）

（2）当当tt11/t/t22222时时且且逆逆向向流流动动时时温度修正系数FT=tm=137.8452718（4）（4）当当tt11/t/t2222时时且且并并向向流流动动时时tm=136.0850301总传热系数K的计算管程对流传热系数Rei=598748.6785（湍流）污垢热阻管外污垢热阻Rso=0.00017197（m2.）/W壳程对流传热系数去换热器列管中心距t=32mmA=0.032m高变气被冷却，取（/w）0.140.95uo=Pro=1/Ko=总总传传热热系系数数Ko=最终结果对比管程压降kpa壳程压降kpa计算总换热系数Ko=冷流体进口温度t1=274冷流体出口温度t2=310冷流体定性温度t=292冷流体质量流量mc=35361.6477kg/h22、当当换换热热器器冷冷热热流流体体并并向向流流动动时时较大端温差t2=166较小端温差t1=110t1/t2=0.6626506本计算表格是基于换热器设计手册（钱颂文主编）中相关公式进行的计算热负荷Q的计算平均温差与温度修正系数tm的计算44、确确定定温温度度修修正正系系数数0.216867470.5555555560.98tm=135.09Pri=0.780321891i=8561.12883W/（m2.）管内流体污垢热阻Rsi=0.00017197（m2.）/Wde=0.027151893m0.0196875m2Reo=127375.89618.277893710.00073582o=221.1385697W/（m2.）0.005054993安全系数2.70913867197.8242193W/（m2.）1.151.250.989121097

（1）

（1）对对于于单单壳壳程程、双双管管程程或或者者2n2n管管程程的的管管壳壳式式换换热热器器55、根根据据PP、RR值值查查图图，确确定定对对应应温温度度修修正正系系数数温度修正系数FT=总传热系数K的计算管程对流传热系数污垢热阻壳程对流传热系数44189.4045844189.4045812623.2367212623.23672197.8242193混混合合气气体体粘粘度度、导导热热系系数数计计算算公公式式如如下下净化气在定性温度292时的物性数据（101.3kpa）物料粘度Pas密度kg/m3导热系数w/（m2）热容kj/kgH2O6.29E-060.01472.08H29.08E-060.169914.5CH44.82E-080.00013.25N24.42E-060.00711.13Ar7.38E-080.000120.8CO23.17E-070.00361.11CO8.75E-070.00081.13混合气体2.11E-0596.69880.19647.2634假设K时换热面积设备选型壳径mm管程数公称面积m2管子总数管长m管子尺寸mmK=200W/（m2.）K=S=43.43m2S0=iiiMMiimyy最终结果对比管程压降核算Ft=1.4Np=2流通面积Ai=0.031101767m2ui=Rei=598748.6785（湍流）假设管壁粗糙度=0.1mm/di=0.005=p1=9592.937968Pap2=P=44189.40458Pa壳程压降核算Fs=1Ns=1nc=16.74478426折流挡板间距h=NB=19流通面积Ao=0.027207059m2uo=Reo=848664.6746500fo=0.222442705p1=8102.60887Pap2=P=12623.23672Pa要求（110kpa）高变气在定性温度430时的物性数据（101.3kpa）物料粘度Pas密度kg/m3导热系数w/（m2）H2O7.42E-060.0187H21.63E-050.2700CH45.58E-080.0002N25.04E-060.0084Ar8.47E-080.0001CO23.71E-070.0044CO9.99E-070.0010混合气体3.028E-0577.72070.3027F600-3.2-456002451983252.50.02192.612045.10计算总换热系数Ko=197.8242193197.8242193设备选型（530）6.53211393m/s0.0316188.992238Pa正方形斜转45度排列时F=0.40.15m（515）13.22620105m/s4520.627845Pa折流挡板间距h=要求（110kpa）热容kj/kg2.114.73.0651.1220.81.131.127.3561逆流对数平均温差公式t=（T1-t2）-（T2-t1）/LN（T1-t2）/（T2-t1）逆流对数平均温差计算T1T2t1t2t计算结果10030253024.63热量公式Q=Cp*M*t热量计算Cp（KJ/Kg.C）M（Kg）t（C）Q（KJ/s）计算结果1.0050.1325709.321375换热面积公式A=Q/（K*t）面积计算Q（J）K（w/m2.C）t（C）A（m2）计算结果9321.3754024.137406679.65449098冷却水量M=Q/（Cp*t）水量计算Q（KJ/h）Cp（KJ/Kg.Ct（C）M（Kg/s）计算结果9.3213754.17450.4466399141607.90369s0dn0.020.0628lm1.50.0942n25102.489288540并流对数平均温差公式t=（T1-t1）-（T2-t2）/LN（T1-t1）/（T2-t2）逆流对数平均温差计算T1T2t1t2t403051026.80410439蒸汽热量公式Q=r*M（表压4Kg/cm2）热量计算r（KJ/Kg）M（Kg）Q（KJ）计算结果5051000505000换热面积公式A=Q/（K*t）面积计算Q（KJ）K（KJ/m2.h.C）t（C）A（m2）计算结果50500080024.6300068125.62930676冷却水量M=Q/（Cp*t）水量计算Q（KJ）Cp（KJ/Kg.Ct（C）M（Kg）计算结果50500015101000算数平均温差公式t=（T1-t2）-（T2-t1）/2逆流算数平均温差公式T1T2t1t2t403051027.5设备计算相关物性参数定性温度为292时净化气的物性数据物料分子量摩尔比比热容临界粘度实际粘度kg/（mh）H2O18.015227.42.080.569920.17860.0594H22.015843.6114.56.323450.01250.0304CH416.04260.253.250.0081250.0580.0454N228.013415.51.130.175150.06550.0684Ar39.9480.220.80.04160.09520.0867CO244.009810.861.110.1205460.012350.0070CO28.01042.181.130.0246340.09520.0959混合气体7.263425定性温度为430时高变气的物性数据物料分子量摩尔比比热容临界粘度实际粘度kg/（mh）H2O18.015227.42.10.57540.17860.0641H22.015843.6114.76.410670.01250.0337CH416.04260.253.0650.0076630.0580.0497N228.013415.51.120.17360.06550.0746Ar39.9480.220.80.04160.09520.0949CO244.009810.861.130.1227180.012350.0076CO28.01042.181.120.0244160.09520.1047混合气体7.356067临界导热系数实际导热系数TkpMpaTrkcal/（mh）0.13020.022389217300.652.80.460.05450.157206827300.652.89.060.04040.028577216300.652.81.580.02340.023871385300.652.82.380.01730.01488508300.652.81.990.03630.016233638300.652.80.990.02020.01971558300.652.82.26临界导热系数实际粘度TkpMpaTrkcal/（mh）0.13020.026668177340.653.20.530.05450.174880384340.653.210.260.04040.03211340.653.21.790.02340.026609186340.653.22.700.01730.016676829340.653.22.260.03630.018443573340.653.21.120.02020.021998717340.653.22.56设备计算相关物性参数定性温度为292时净化气的物性数据定性温度为430时高变气的物性数据Pr相关参数ABCDPcMpa0.130.217836908-4.9355322111.03152E-060.13787443822.052.162.4037250413.6557228929.65219E-092.8529846341.2970.610.688760651-3.8226128029.76163E-050.6413995954.60.820.9716792-3.0176703651.45298E-050.9614359363.3940.570.840581782-3.4062997358.47332E-060.8111640334.8740.380.451990996-4.4116699540.0002564020.3843813757.3760.800.932211418-3.1377727610.0000194380.9158072393.496Pr相关参数ABCDPcMpa0.150.246679778-4.8737370622.28434E-060.16787750722.052.472.6714061134.8605421693.88029E-093.1775384911.2970.700.766822938-3.6127492137.03599E-050.7281541454.60.941.071557918-2.7007131541.03338E-051.078518833.3940.660.931122324-3.1410477456.08232E-060.9145530234.8740.430.507190849-4.2801775150.0002431990.4435439587.3760.921.029420161-2.8367945821.38436E-051.0288316883.496密度求解Tck647.3标况下实况下33.2质量流量#REF!

273.1500300.65温度190.6体积流量#REF!

0.10132.9压力126.2密度#REF!

#REF!

密度18177.06252150.8304.2132.9密度求解Tck647.3标况下实况下33.2质量流量#REF!

273.1500340.65温度190.6体积流量#REF!

0.10132.9压力126.2密度#REF!

#REF!

密度16042.66504150.8304.2132.9据据生生产产经经验验可可知知，传传热热系系数数大大致致范范围围如如下下：

换热器的K值范围管内管间K（W/.C）气体气体1035水气体1060水水8001750水水蒸汽11004000水溶液（210-3pa.s）水蒸汽5802800在制盐蒸发中，加热室均为管间水蒸汽，管内水溶液，K值一般在14002500（W/.C）。

对对不不同同管管材材，其其KK值值选选用用范范围围如如下下：

不不同同材材料料的的KK值值材料K值（W/.C）123碳钢200018001600铜管250021001800铜镍合金250021001800不锈钢200018001600钛管250021001800K（W/m2.C）8.630.18.651.668.8150594634409463440498.8240812042150414001500150014001500K（W/.C）800175011004000110040005802800在制盐蒸发中，加热室均为管间水蒸汽，管内水溶液，K值一般在14002500（W/.C）。

压压力力单单位位换换算算牛顿/米2（N/）或帕斯卡（Pa）巴（bar）公斤/厘米2（kg/c）或工程大气压（at）磅/英寸2（1b/in2）110-5.1.0210-51.4510-4105.11.0214.59.8071040.9807114.226.8951036.89510-27.03110-211.0131051.0131.03314.71.3331021.33310-31.3610-31.93410-23.3861033.38610-23.45310-20.49129.7989.79810-59.99110-51.42110-32.4891022.48910-32.53810-33.60910-21达因/厘米2（dyn/c）=1巴利（barye）=1微巴（wbar）=10-6巴（bar）1毫米水柱（mmH2O）（4）=1公斤/米2（kg/m2）1毫米汞柱（mmH2O）（0）=1乇（torr）1磅达/英尺2（pdl/ft2）=1.488牛顿/米2（N/）传传热热系系数数单单位位换换算算焦耳/米2.秒.KJ/（.S.K）或瓦/米2.KW/（.K）千卡/米2.时.kcal（.h.）卡/厘米2.秒cal/（c.s.）英热单位/英尺2.时.。

FBtu/（ft2h.。

F10.85982.38810-50.17611.16212.77810-50.20484.1871043.6104173735.6784.8821.35610-41扩扩散散系系数数单单位位换换算算厘米/2秒（/s）米2/时（/h）英尺2/时（ft2/h）英尺2/秒in2/s10.363.8750.1552.778110.760.43060.25810.092910.046.4522.323251表表面面张张力力单单位位换换算算达因/厘米（dyn/cm）克/厘米（g/cm）公斤/米（kg/m）磅/英尺（lb/ft）11.0210-31.0210-46.85410-5980.710.16.7210-298071010.6721459214.881.4881温温度度换换算算公公式式摄氏度华氏度兰金/度。

R开尔文K9/5+329/5+49