第2章 冷凝器设计 表2-9 换热器内压降分布一
Cross 37.28 MOMENTUM
Window 17.77
Ends 1.62 -3.90
Nozzle Inlet Outlet
Shell 46.67
0.56
Tube 9.71 6.19
表2-10 换热器内压降分布二
Cross 33.20 MOMENTUM
Window 6.39
Ends 16.52 -5.19
Nozzle Inlet Outlet
Shell 22.89 26.18
Tube 5.91 3.77
计算结束。
注意，因为本题目的runtime message中的警告可以忽略，所以在上述讲述过程中没有涉及，在其他题目中应该根据此项的内容进行相关调整。Runtime message是进行调整的依据。 HTRI与EDR计算结果对比
通过比较HTRI的设计结果，给定相同的设计参数设计出的换热器不尽相同。
表2-11 EDR与HTRI参数比较
工艺参数
结构参数
EDR
型号 方向 壳径/mm 管长/mm 管径/mm 管子数 管壁厚/mm 管间距/mm 管程数 布管方式 板间距/mm
BEM 竖直 273 4500 19.05 86 2.11 23.81 2 60° 250
氨气进口温度 出口温度 壳程流速 管程流速 壳侧压降 设计裕量 壳侧膜系数 管侧膜系数 A B C
42℃ 40.59℃ 1.16 1.29 1.965 19 5617.6 4912.1 0.09 0.68 0.07
HTRI 42℃ 41.12℃ 0.48 1.34 0.793 11.1 5135.6 6552.7 0.045 0.667 0.075
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第2章 冷凝器设计
续表2-11
工艺参数
结构参数
EDR
折流板类型 折流板方向 弓缺/%
单弓形 竖直 40
E F
0.08 0.09
HTRI 0.09 0.123
在相同的结构参数之下：
1.EDR与HTRI的壳程流速相差较大，可能原因是两个软件的流速计算方法不同。
2.EDR壳侧流速较大导致了压降较高，壳侧膜系数较高。
3.EDR与HTRI进出口温度设计有差异，原因在于两个软件所使用的物性数据包不同，因此物流的物性有差异。
4.结构参数相同，壳侧各流股基本相同，差异原因在于两个软件系统默认的各部件间距不同。
5.EDR设计裕量较大，当流速一致的情况下，两者的设计裕量基本相同。 结论：EDR与HTRI使用相同参数进行设计，由于其内部计算方法不同，得到的结果有所差异，不过设计校核之后的冷凝器各项参数均符合要求。 2.4.2 含有不凝气的气体冷凝 设计任务和设计条件
对含有不凝气的换热器设计，在物性输入时应注意相态的选择。对不凝气，其phase选择为vapor，即没有相变。
由一台烃类气体压缩机排出的混合气为6164.38kg/h的干烃气体，所带入的水分为644.11kg/h。混合气出压缩机进入冷凝器的温度为121.11℃，压力为234.422Kpa，要求冷却到40℃，干气体的分子量是12.7。干烃气体组成（摩尔分率）：乙炔0.148，氢气0.531，甲烷0.098，一氧化碳0.223。 确定设计方案
首先设定冷却水的进口温度为32.2℃，为避免冷却水用量过大，选择冷却水的温升为5℃。对本例题冷热两股流体的极限温差并未超过110℃，选择固定管
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第2章 冷凝器设计
板式换热器较为经济。对低压操作，采用卧式壳程冷凝。首先，查得对烃类气体污垢热阻为0.0002m2·h·℃/kcal。 软件计算步骤
1. 打开HTRI，新建管壳式换热器模块，输入几何数据和工艺数据。
图2-16 数据输入完毕界面
流体物性输入
对含不凝气的物流的数据输入，在选择时应注意相态问题。首先根据题目所给工艺流体的数据计算当包含水蒸气时摩尔组成。
表2-12 物流各组分组成
组分
摩尔流量kmol/h 摩尔组成
乙炔 71.84 0.1378
氢气 257.74 0.4945
甲烷 47.57 0.0913
一氧化碳 108.24 0.2077
水蒸气 35.78 0.0687
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第2章 冷凝器设计
在物性输入栏里输入相关数据
图2-17 热流体物性输入界面一
在phase里面，见图2-18。Mixed代表流体有相变，Vapor或Liquid代表没有相变。在输入混合物的时候注意输入混合物的组成。这也是含有不凝气计算时与其他情况的不同点。
同样的方法，输入冷流体的物性。
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