1算例介绍
文中算例源自文献［9］，设计一台换热器以回收工业废水的余热，用于供应生活热水。已知:废水的流量为21．65t/h，入口温度为95℃，工作压力0．3MPa。生活热水用量为27．5t/h;市政供水温度为13℃，水压0．1MPa。夏季生活热水的供应温度为50℃，换热器的允许压降为0．03MPa。
2换热器设计程序的开发
初始数据填写完毕后，在计算流体温度中勾选相应的待求数值。如本例缺少热流体出口温度，勾选“计算热出温度”，则相应的估算温度与校核温度对应位置出现所求得数值，同时计算获得换热器的热流量。图3所示为管壳式换热器工艺设计界面。初选传热系数为K=950W/(m2•K)，流体流动形式为管内热流体的逆流形式。换热管选取Φ25×2．5mm，长9m的碳钢管，管内流速为0．8m/s。
选定流体流动及换热管型式后，计算可获得平均传热温差、估算传热面积、单程管数及管程数。之后进行壳程结构设计，选定单壳程双管程的换热器结构后，可查表获得温差修正系数，同时选定管间距、管板利用率，折流板选取弓形折流板，圆缺高度为壳体内径的25%，其余结构参数可自行计算获得，结果如图3所示。图4所示为管壳式换热器热力校核界面。据选定换热管的结构参数，可计算获得管内对流传热系数;选取管子排列方式后，可计算获得传热当量直径，以及管外对流传热系数。
选取管内、外侧污垢热阻、以及管材的导热系数后，可计算获得总传热系数，并进行传热面积校核。图5所示为管壳式换热器压降校核界面。选取管程和壳程结垢校正系数，管子排列方式后，可计算获得管程总压降和壳程总压降。经校核，总压降均小于0．03MPa，满足设计要求。
3结束语
文中基于E语言，开发管壳式换热器设计软件。该软件可以针对不同的设计工况，对管壳式换热器进行工艺设计、热力校核以及压降校核，缩短了换热器的设计周期，提高了计算准确性。计算实例结果表明，所设计换热器的结构和流动压降阻力都在合理范围内。采用该软件，也可为后续换热器的优化设计提供参考。
作者：米梦龙 张鑫磊 刘璐 单位：华北电力大学
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