天然气压缩机后冷却器计算.doc

1、 压缩机后冷却器换热计算一、天然气侧传热系数1. 天然气组分：CH4：94.9796%，C2H6：2.1445%，C3H8：0.3146%，C4H10：0.0996%，C5H12：0.0323%，N2：0.2557%，CO2：2.1161%2. 混合气体密度(标况)：0.7656kg/Nm33. 混合气体动力黏度a：1.34421*10-5Pas4. 混合气体实际密度（工况）：27.0399 kg/m35. 天然气流量Q: 4000Nm3/h=3062kg/h;6. 天然气进口温度T1： 160；7. 天然气出口温度T2： 40；8. 换热管直径d（外径）： 16X1.5；换热管根数：45根9

2、. 压缩机出口即换热器进口天然气压力p：17kgf/cm2(绝压)10. 天然气管内流速v： 4000（X0.01324）45360017=10.94m/s11.雷诺数Re： 管内径16X流速v10.94X密度27.0399动力黏度a1.34421X10-51000=35210712. 273K时各组分导热系数 W/mKCH4：0.03024，C2H6：0.01861，C3H8：0.01512，C4H10：0.01349，C5H12：0.012，N2：0.02489，CO2：0.0137213. 取燃气进出口温度平均值计算在该温度下的导热系数W/mKCH4：0.03866，C2H6：0.024

3、51，C3H8：0.02005，C4H10：0.01829，C5H12：0.0162914.混合气体导热系数(W/mK)0.03813715.普朗特数Pr: 天然气比热2.2X1000X混合气体动力黏度1.34421X10-5混合气体导热系数0.038137=0.775416.努谢尔特准数Nu: 0.027XRe0.8XPr1/3=67917.天然气侧传热系数h1: dXNu=0.0381370.013X679=1991 W/m2K二、冷却水侧传热系数1.冷却水进口温度t1: 89.6 Fo=322.冷却水出口温度t2: 105 Fo=40.5563.冷却水流量q: 21000 kg/h=21

4、m3/h 4.流体流过管间最大截面积As：折流板间距0.35X壳体直径0.25X（1-换热管外径0.016换热管中心距0.025）=0.0315m25.流体流速uo：210.03153600=0.185m/s6.壳程当量直径de：1.10X0.02520.019-0.019=0.0172m7.水侧传热系数h2：0.36X0.620.0172(0.0172X0.185X993.5720X106)0.55X51/3X(720300)-0.14 =7483 W/m2K三、管壁传热1.采用不锈钢管的导热系数m:16.3 W/mK2.采用碳钢管的导热系数m: 52 W/mK四、总传热系数K不锈钢：K=1

5、/（1/h1+管壁厚度0.0015/16.3+1/h2+管外污垢热阻0.000172+管内污垢热阻0.000174）= 877.9W/m2K五、换热面积1.对数平均温差: t=160-40.556=119.444t”=40-32=8tm=(119.444-8)/In(119.444/8)=41.222.总换热量：水的总换热量=水的比热容4.174X（41.22-32）X 21000/3600=224KW天然气总换热量=天然气比热容2.2X(160-40)X3062/3600=224KW采用不锈钢换热管时换热面积=224X1000（41.22X877.9）=6.19m2换热管规格16X1.5，长度3米，共45根，实际换热面积为6.78m2满足设计要求