换热器设计计算步骤
1. 管外自然对流换热 2. 管外强制对流换热 3. 管外凝结换热
已知：管程油水混合物流量 G ( m3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t1’, 油水混合物出口温度 t2” ℃。
1. 管外自然对流换热
1.1 壁面温度设定
首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。
1
tw=(t+t1")
2
1.2 定性温度和物性参数计算
管程外为水，其定性温度为(K-1)℃
1
t2=(t+tw)
2
管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃
1
t2'=(t1'+t1")
2
根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值
一般需要查出的为密度ρ (kg/m3),导热系数λ(W/(m∙K))，运动粘度(m2/s)，体积膨胀系数a(K-1)，普朗特数Pr。
表1 油水物性参数表
水
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
油
ρ
999.7 998.2 995.6 992.2 998 983.2 997.7 971.8 965.3 958.4
λ
0.574 0.599 0.618 0.635 0.648 0.659 0.668 0.674 0.68 0.683
v
0.000001306 0.000001006 0.000000805 0.000000659 0.000000556 0.000000478 0.000000415 0.000000365 0.000000326 0.000000295
a
0.000087 0.000209 0.000305 0.000386 0.000457 0.000522 0.000583 0.00064 0.000696 0.00075
Pr
9.52 7.02 5.42 4.31 3.54 2.99 2.55 2.21 1.95 1.75
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ
898.8 892.7 886.6 880.6 874.6 868.8 863.1 857.4 851.8 846.2
λ
0.1441 0.1432 0.1423 0.1414 0.1405 0.1396 0.1387 0.1379 0.137 0.1361
v
0.000564 0.00028 0.000153 9.07E-05 5.74E-05 3.84E-05 0.000027 1.97E-05 1.49E-05 1.15E-05
a
0.00069
Pr
6591 3335 1859 1121 723 493 354 263 203 160
1.3 设计总传热量和实际换热量计算
Q0=Cqm∆t=Cqvρ∆t=αC油qvρ油∆t+βC水qvρ水∆t
C为比热容j/(kg∙K)，qv为总体积流量m/s，
3
αβ分别为在油水混合物中
油和水所占的百分比，∆t油水混合物温差，qm为总的质量流量kg/s。
实际换热量Q
Q=Q0*1.1/0.9
0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
逆流平均温差计算
逆流平均温差ΔTn ℃，
∆Tn=
∆tmax-∆tmin
∆tmax
ln
∆tmin
其中∆tmax和∆tmin分别为t-t1'和t-t1"中较大的差值和较小的差值
换热系数的初选
在计算中要对换热系数K进行迭代，因此现初选换热系数K’。
则初选传热面积F’
Q
F'=
∆Tn*K'
F'
总管数为Nt，Nt=
π*do*L
管程换热系数h2计算
从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积a2=管程流速w2=
diNtπ** 224
G
a2*3600*24
管程雷诺数Re=w2
di
ν
（ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对应查得的
数值）
根据Re的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>10，即为湍流，Re
(1) 管内油水混合物换热状态为湍流换热
4
4
Nu=0.023Re0.8Prn
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3
(2) 管内油水混合物换热状态为层流换热
RePr1
Nu=1.86()3
L/di
管程内换热系数h2=Nu
壳程换热系数h1计算
λ
di
壳程的换热为自然对流换热
Gr=
ga∆tL3
ν
2
相关物性参数见1.2查表计算所得，g为9.8.
Nu=C(GrPr)n
常数C和n的选取见表
2
壳程换热系数
h1=Nu
λ
de
当管外为纵向冲刷de为L，当管外为横向冲刷de为d0
污垢热阻计算
水侧油污 r2=0.00034 油水混合物油污r1=0.00017 塑料导热系数 λ=10.8 钢管导热系数 λ=43.6
传热系数计算
k=
1
⎛d0⎫1⎛d0⎫1
+r2+λ+r1 ⎪+ ⎪h2⎝di⎭h1⎝di⎭
计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
2.0 管板计算
中心管排数 N0=1.1Nt管间距 s=1.25d0
管板直径Ds=s(N0-1)+4d0
0.5
2. 管外凝结换热
1.1 壁面温度设定
首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。
tw=
1.2定性温度和物性参数计算
管程外为水，其定性温度为(K-1)℃
1
t2=(t+tw)
2
1
(t+t1") 2
管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃
1
t2'=(t1'+t1")
2
根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值
一般需要查出的为密度ρ (kg/m3),导热系数λ(W/(m∙K))，运动粘度(m2/s)，体积膨胀系数a(K-1)，普朗特数Pr。
表1 油水物性参数表
水
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ
999.7 998.2 995.6 992.2 998 983.2 997.7 971.8 965.3 958.4
λ
0.574 0.599 0.618 0.635 0.648 0.659 0.668 0.674 0.68 0.683
v
0.000001306 0.000001006 0.000000805 0.000000659 0.000000556 0.000000478 0.000000415 0.000000365 0.000000326 0.000000295
a
0.000087 0.000209 0.000305 0.000386 0.000457 0.000522 0.000583 0.00064 0.000696 0.00075
Pr
9.52 7.02 5.42 4.31 3.54 2.99 2.55 2.21 1.95 1.75
油
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ
898.8 892.7 886.6 880.6 874.6 868.8 863.1 857.4 851.8 846.2
λ
0.1441 0.1432 0.1423 0.1414 0.1405 0.1396 0.1387 0.1379 0.137 0.1361
v
0.000564 0.00028 0.000153 9.07E-05 5.74E-05 3.84E-05 0.000027 1.97E-05 1.49E-05 1.15E-05
a
0.00069
Pr
6591 3335 1859 1121 723 493 354 263 203 160
1.3 设计总传热量和实际换热量计算
Q0=Cqm∆t=Cqvρ∆t=αC油qvρ油∆t+βC水qvρ水∆t
C为比热容j/(kg∙K)，qv为总体积流量m/s，
3
αβ分别为在油水混合物中
油和水所占的百分比，∆t油水混合物温差，qm为总的质量流量kg/s。
实际换热量Q
Q=Q0*1.1/0.9
0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
1.4逆流平均温差计算
逆流平均温差ΔTn ℃，
∆tmax-∆tmin∆Tn= ∆tmax
ln
∆tmin
其中∆tmax和∆tmin分别为t-t1'和t-t1"中较大的差值和较小的差值
1.5 换热系数的初选
在计算中要对换热系数K进行迭代，因此现初选换热系数K’。
则初选传热面积F’
F'=
Q∆Tn*K'
F'
总管数为Nt，Nt=
π*do*L
1.6管程换热系数h2计算
从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积a2=管程流速w2=
diNtπ** 224
G
a2*3600*24
管程雷诺数h2=Nu
λ
di
Re=w2
di
ν
ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对
应查得的数值）
根据Re的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>104，即为湍流，Re
(3) 管内湍流换热
Nu=0.023Re0.8Prn
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3
(4) 管内层流换热
RePr1
Nu=1.86()3
L/di
管程内换热系数h2
=Nu
λ
di
1.7壳程换热系数h1计算 壳程的换热为凝结换热
⎡9.8ρ2λ3r⎤
h1=1.13⎢⎥
(t-t)Lw⎣⎦
0.25
r为对应蒸汽温度t下的气化潜热
当蒸汽冲刷竖管壁，L为管长。当蒸汽横向冲刷，L为管道外径
1.8污垢热阻计算
水侧油污 r2=0.00034 油水混合物油污r1=0.00017 塑料导热系数 λ=10.8 钢管导热系数 λ=43.6
1.9传热系数计算
k=
1
⎛d0⎫1⎛d0⎫1
+r2+λ+r1 ⎪+ ⎪h2⎝di⎭h1⎝di⎭
计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
2.0 管板计算
中心管排数 N0=1.1Nt管间距 s=1.25d0
管板直径Ds=s(N0-1)+4d0
0.5
3. 管外强制对流换热
3.1温度
油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。 管外热水进口温度为t2'℃，管外热水进口温度为t2"℃， 3.2定性温度和物性参数计算
管程外为水，其定性温度为(K-1)℃
1
t2=(t2'+t2")
2
管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃
t1=
1'"(t1+t1) 2
根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值
一般需要查出的为密度ρ (kg/m3),导热系数λ(W/(m∙K))，运动粘度(m2/s)，体积膨胀系数a(K-1)，普朗特数Pr。
表1 油水物性参数表
水
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
油
ρ
999.7 998.2 995.6 992.2 998 983.2 997.7 971.8 965.3 958.4
λ
0.574 0.599 0.618 0.635 0.648 0.659 0.668 0.674 0.68 0.683
v
0.000001306 0.000001006 0.000000805 0.000000659 0.000000556 0.000000478 0.000000415 0.000000365 0.000000326 0.000000295
a
0.000087 0.000209 0.000305 0.000386 0.000457 0.000522 0.000583 0.00064 0.000696 0.00075
Pr
9.52 7.02 5.42 4.31 3.54 2.99 2.55 2.21 1.95 1.75
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ 898.8 892.7 886.6 880.6 874.6 868.8 863.1 857.4 851.8 846.2
λ 0.1441 0.1432 0.1423 0.1414 0.1405 0.1396 0.1387 0.1379 0.137 0.1361
v 0.000564 0.00028 0.000153 9.07E-05 5.74E-05 3.84E-05 0.000027 1.97E-05 1.49E-05 1.15E-05
a Pr 6591 3335 1859 1121 723 493 354 263 203 160
0.00069
3.3 设计总传热量和实际换热量计算
Q0=Cqm∆t=Cqvρ∆t=αC油qvρ油∆t+βC水qvρ水∆t
C为比热容j/(kg∙K)，qv为总体积流量m/s，
3
αβ分别为在油水混合物中
油和水所占的百分比，∆t油水混合物温差，qm为总的质量流量kg/s。
实际换热量Q
Q=Q0*1.1/0.9
0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
逆流平均温差计算
逆流平均温差ΔTn ℃，
∆Tn=
∆tmax-∆tmin
∆tmax
ln
∆tmin
其中∆tmax和∆tmin分别为t2'-t1'和t2"-t1"中较大的差值和较小的差值
换热系数的初选
在计算中要对换热系数K进行迭代，因此现初选换热系数K’。
则初选传热面积F’
F'=
Q∆Tn*K'
总管数为Nt，Nt=
F'
π*do*L
管程换热系数h2计算
从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积a2=管程流速w2=
diNtπ** 224
G
a2*3600*24
管程雷诺数h2=Nu
λ
di
Re=w2
di
ν
ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对
应查得的数值）
根据Re的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>104，即为湍流，Re
(5) 管内湍流换热
Nu=0.023Re0.8Prn
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3
(6) 管内层流换热
RePr1
Nu=1.86()3
L/di
管程内换热系数h2=Nu
壳程换热系数h1计算
λ
di
壳程的换热为强制对流换热
现根据总的换热量，水的温差和比热可以计算出冷却水量G1
壳程流通面积a1=壳程流速w1=3
G1
a1
π
4
(DS2-Nt*d02) Ds计算见4.0
壳程当量直径de=(Ds2-Ntd02)/(Ntd0) 壳程雷诺数Re=w1
λ
de
12
13
Nu=0.3+
0.62RePr
[1+(0.4/Pr)]
h1=Nu
23
⎛Re⎫[1+ ⎪]1
⎝282000⎭4
5
485
λ
de
污垢热阻计算
水侧油污 r2=0.00034 油水混合物油污r1=0.00017 塑料导热系数 λ=10.8 钢管导热系数 λ=43.6
传热系数计算
k=
1
⎛d0⎫1⎛d0⎫1
+r2+λ+r1 ⎪+ ⎪h2⎝di⎭h1⎝di⎭
计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
4.0 管板计算
中心管排数 N0=1.1Nt管间距 s=1.25d0
管板直径Ds=s(N0-1)+4d0
0.5
换热器设计计算步骤
1. 管外自然对流换热 2. 管外强制对流换热 3. 管外凝结换热
已知：管程油水混合物流量 G ( m3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t1’, 油水混合物出口温度 t2” ℃。
1. 管外自然对流换热
1.1 壁面温度设定
首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。
1
tw=(t+t1")
2
1.2 定性温度和物性参数计算
管程外为水，其定性温度为(K-1)℃
1
t2=(t+tw)
2
管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃
1
t2'=(t1'+t1")
2
根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值
一般需要查出的为密度ρ (kg/m3),导热系数λ(W/(m∙K))，运动粘度(m2/s)，体积膨胀系数a(K-1)，普朗特数Pr。
表1 油水物性参数表
水
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
油
ρ
999.7 998.2 995.6 992.2 998 983.2 997.7 971.8 965.3 958.4
λ
0.574 0.599 0.618 0.635 0.648 0.659 0.668 0.674 0.68 0.683
v
0.000001306 0.000001006 0.000000805 0.000000659 0.000000556 0.000000478 0.000000415 0.000000365 0.000000326 0.000000295
a
0.000087 0.000209 0.000305 0.000386 0.000457 0.000522 0.000583 0.00064 0.000696 0.00075
Pr
9.52 7.02 5.42 4.31 3.54 2.99 2.55 2.21 1.95 1.75
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ
898.8 892.7 886.6 880.6 874.6 868.8 863.1 857.4 851.8 846.2
λ
0.1441 0.1432 0.1423 0.1414 0.1405 0.1396 0.1387 0.1379 0.137 0.1361
v
0.000564 0.00028 0.000153 9.07E-05 5.74E-05 3.84E-05 0.000027 1.97E-05 1.49E-05 1.15E-05
a
0.00069
Pr
6591 3335 1859 1121 723 493 354 263 203 160
1.3 设计总传热量和实际换热量计算
Q0=Cqm∆t=Cqvρ∆t=αC油qvρ油∆t+βC水qvρ水∆t
C为比热容j/(kg∙K)，qv为总体积流量m/s，
3
αβ分别为在油水混合物中
油和水所占的百分比，∆t油水混合物温差，qm为总的质量流量kg/s。
实际换热量Q
Q=Q0*1.1/0.9
0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
逆流平均温差计算
逆流平均温差ΔTn ℃，
∆Tn=
∆tmax-∆tmin
∆tmax
ln
∆tmin
其中∆tmax和∆tmin分别为t-t1'和t-t1"中较大的差值和较小的差值
换热系数的初选
在计算中要对换热系数K进行迭代，因此现初选换热系数K’。
则初选传热面积F’
Q
F'=
∆Tn*K'
F'
总管数为Nt，Nt=
π*do*L
管程换热系数h2计算
从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积a2=管程流速w2=
diNtπ** 224
G
a2*3600*24
管程雷诺数Re=w2
di
ν
（ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对应查得的
数值）
根据Re的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>10，即为湍流，Re
(1) 管内油水混合物换热状态为湍流换热
4
4
Nu=0.023Re0.8Prn
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3
(2) 管内油水混合物换热状态为层流换热
RePr1
Nu=1.86()3
L/di
管程内换热系数h2=Nu
壳程换热系数h1计算
λ
di
壳程的换热为自然对流换热
Gr=
ga∆tL3
ν
2
相关物性参数见1.2查表计算所得，g为9.8.
Nu=C(GrPr)n
常数C和n的选取见表
2
壳程换热系数
h1=Nu
λ
de
当管外为纵向冲刷de为L，当管外为横向冲刷de为d0
污垢热阻计算
水侧油污 r2=0.00034 油水混合物油污r1=0.00017 塑料导热系数 λ=10.8 钢管导热系数 λ=43.6
传热系数计算
k=
1
⎛d0⎫1⎛d0⎫1
+r2+λ+r1 ⎪+ ⎪h2⎝di⎭h1⎝di⎭
计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
2.0 管板计算
中心管排数 N0=1.1Nt管间距 s=1.25d0
管板直径Ds=s(N0-1)+4d0
0.5
2. 管外凝结换热
1.1 壁面温度设定
首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，tw ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。
tw=
1.2定性温度和物性参数计算
管程外为水，其定性温度为(K-1)℃
1
t2=(t+tw)
2
1
(t+t1") 2
管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃
1
t2'=(t1'+t1")
2
根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值
一般需要查出的为密度ρ (kg/m3),导热系数λ(W/(m∙K))，运动粘度(m2/s)，体积膨胀系数a(K-1)，普朗特数Pr。
表1 油水物性参数表
水
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ
999.7 998.2 995.6 992.2 998 983.2 997.7 971.8 965.3 958.4
λ
0.574 0.599 0.618 0.635 0.648 0.659 0.668 0.674 0.68 0.683
v
0.000001306 0.000001006 0.000000805 0.000000659 0.000000556 0.000000478 0.000000415 0.000000365 0.000000326 0.000000295
a
0.000087 0.000209 0.000305 0.000386 0.000457 0.000522 0.000583 0.00064 0.000696 0.00075
Pr
9.52 7.02 5.42 4.31 3.54 2.99 2.55 2.21 1.95 1.75
油
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ
898.8 892.7 886.6 880.6 874.6 868.8 863.1 857.4 851.8 846.2
λ
0.1441 0.1432 0.1423 0.1414 0.1405 0.1396 0.1387 0.1379 0.137 0.1361
v
0.000564 0.00028 0.000153 9.07E-05 5.74E-05 3.84E-05 0.000027 1.97E-05 1.49E-05 1.15E-05
a
0.00069
Pr
6591 3335 1859 1121 723 493 354 263 203 160
1.3 设计总传热量和实际换热量计算
Q0=Cqm∆t=Cqvρ∆t=αC油qvρ油∆t+βC水qvρ水∆t
C为比热容j/(kg∙K)，qv为总体积流量m/s，
3
αβ分别为在油水混合物中
油和水所占的百分比，∆t油水混合物温差，qm为总的质量流量kg/s。
实际换热量Q
Q=Q0*1.1/0.9
0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
1.4逆流平均温差计算
逆流平均温差ΔTn ℃，
∆tmax-∆tmin∆Tn= ∆tmax
ln
∆tmin
其中∆tmax和∆tmin分别为t-t1'和t-t1"中较大的差值和较小的差值
1.5 换热系数的初选
在计算中要对换热系数K进行迭代，因此现初选换热系数K’。
则初选传热面积F’
F'=
Q∆Tn*K'
F'
总管数为Nt，Nt=
π*do*L
1.6管程换热系数h2计算
从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积a2=管程流速w2=
diNtπ** 224
G
a2*3600*24
管程雷诺数h2=Nu
λ
di
Re=w2
di
ν
ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对
应查得的数值）
根据Re的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>104，即为湍流，Re
(3) 管内湍流换热
Nu=0.023Re0.8Prn
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3
(4) 管内层流换热
RePr1
Nu=1.86()3
L/di
管程内换热系数h2
=Nu
λ
di
1.7壳程换热系数h1计算 壳程的换热为凝结换热
⎡9.8ρ2λ3r⎤
h1=1.13⎢⎥
(t-t)Lw⎣⎦
0.25
r为对应蒸汽温度t下的气化潜热
当蒸汽冲刷竖管壁，L为管长。当蒸汽横向冲刷，L为管道外径
1.8污垢热阻计算
水侧油污 r2=0.00034 油水混合物油污r1=0.00017 塑料导热系数 λ=10.8 钢管导热系数 λ=43.6
1.9传热系数计算
k=
1
⎛d0⎫1⎛d0⎫1
+r2+λ+r1 ⎪+ ⎪h2⎝di⎭h1⎝di⎭
计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
2.0 管板计算
中心管排数 N0=1.1Nt管间距 s=1.25d0
管板直径Ds=s(N0-1)+4d0
0.5
3. 管外强制对流换热
3.1温度
油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。 管外热水进口温度为t2'℃，管外热水进口温度为t2"℃， 3.2定性温度和物性参数计算
管程外为水，其定性温度为(K-1)℃
1
t2=(t2'+t2")
2
管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃
t1=
1'"(t1+t1) 2
根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值
一般需要查出的为密度ρ (kg/m3),导热系数λ(W/(m∙K))，运动粘度(m2/s)，体积膨胀系数a(K-1)，普朗特数Pr。
表1 油水物性参数表
水
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
油
ρ
999.7 998.2 995.6 992.2 998 983.2 997.7 971.8 965.3 958.4
λ
0.574 0.599 0.618 0.635 0.648 0.659 0.668 0.674 0.68 0.683
v
0.000001306 0.000001006 0.000000805 0.000000659 0.000000556 0.000000478 0.000000415 0.000000365 0.000000326 0.000000295
a
0.000087 0.000209 0.000305 0.000386 0.000457 0.000522 0.000583 0.00064 0.000696 0.00075
Pr
9.52 7.02 5.42 4.31 3.54 2.99 2.55 2.21 1.95 1.75
t 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ρ 898.8 892.7 886.6 880.6 874.6 868.8 863.1 857.4 851.8 846.2
λ 0.1441 0.1432 0.1423 0.1414 0.1405 0.1396 0.1387 0.1379 0.137 0.1361
v 0.000564 0.00028 0.000153 9.07E-05 5.74E-05 3.84E-05 0.000027 1.97E-05 1.49E-05 1.15E-05
a Pr 6591 3335 1859 1121 723 493 354 263 203 160
0.00069
3.3 设计总传热量和实际换热量计算
Q0=Cqm∆t=Cqvρ∆t=αC油qvρ油∆t+βC水qvρ水∆t
C为比热容j/(kg∙K)，qv为总体积流量m/s，
3
αβ分别为在油水混合物中
油和水所占的百分比，∆t油水混合物温差，qm为总的质量流量kg/s。
实际换热量Q
Q=Q0*1.1/0.9
0.9为换热器效率，1.1为换热余量。
逆流平均温差计算
逆流平均温差ΔTn ℃，
∆Tn=
∆tmax-∆tmin
∆tmax
ln
∆tmin
其中∆tmax和∆tmin分别为t2'-t1'和t2"-t1"中较大的差值和较小的差值
换热系数的初选
在计算中要对换热系数K进行迭代，因此现初选换热系数K’。
则初选传热面积F’
F'=
Q∆Tn*K'
总管数为Nt，Nt=
F'
π*do*L
管程换热系数h2计算
从传热学角度，管程内部属于强制对流换热。
管程流通面积a2=管程流速w2=
diNtπ** 224
G
a2*3600*24
管程雷诺数h2=Nu
λ
di
Re=w2
di
ν
ν的数值是按照1.2中油水混合物定性温度对
应查得的数值）
根据Re的大小判断管内油水混合物的流动状态为层流还是湍流 一般Re>104，即为湍流，Re
(5) 管内湍流换热
Nu=0.023Re0.8Prn
加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3
(6) 管内层流换热
RePr1
Nu=1.86()3
L/di
管程内换热系数h2=Nu
壳程换热系数h1计算
λ
di
壳程的换热为强制对流换热
现根据总的换热量，水的温差和比热可以计算出冷却水量G1
壳程流通面积a1=壳程流速w1=3
G1
a1
π
4
(DS2-Nt*d02) Ds计算见4.0
壳程当量直径de=(Ds2-Ntd02)/(Ntd0) 壳程雷诺数Re=w1
λ
de
12
13
Nu=0.3+
0.62RePr
[1+(0.4/Pr)]
h1=Nu
23
⎛Re⎫[1+ ⎪]1
⎝282000⎭4
5
485
λ
de
污垢热阻计算
水侧油污 r2=0.00034 油水混合物油污r1=0.00017 塑料导热系数 λ=10.8 钢管导热系数 λ=43.6
传热系数计算
k=
1
⎛d0⎫1⎛d0⎫1
+r2+λ+r1 ⎪+ ⎪h2⎝di⎭h1⎝di⎭
计算所得值和前面1.5设计选取进行对比，如果一致则即为所求答案，如果不一致，则把计算所得代入1.5，再次计算。
4.0 管板计算
中心管排数 N0=1.1Nt管间距 s=1.25d0
管板直径Ds=s(N0-1)+4d0
0.5