用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计

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1、内蒙古科技大学课程说明书内蒙古科技大学本科生设计说明书设计题目：水冷却煤油产品的管式换热器设计学生姓名：韩月飞学号：1066115125专业：化学工程与工艺班级：10级化工一班指导教师：郝文秀2内蒙古科技大学课程说明书目录第一章设计任务书11.1设计题目11.2设计任务11.3操作条件11.4设计内容11.5设计日期21.6设计评述2第二章设计方案简介评述2第三章换热器设计理论计算33.1试算并初选换热器规格33.1.1定流体通入空间33.1.2确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式：33.1.3计算热负荷Q33.1.4计算两流体的平均温度差，并确

2、定壳程数43.1.5初步选择换热器规格43.2核算总传热系数K053.2.1计算管程对流传热系数53.2.2计算壳程对流传热系数53.2.3确定污垢热阻63.2.4计算总传热系数63.3计算压强降73.3.1计算管程压强降73.3.2计算壳程压强降7第四章换热器主要结构尺寸84.1管子的规格和排列方法84.2管程和壳程数的确定94.3外壳直径的确定9第五章工艺设计计算结果汇总表10参考文献11致谢1212内蒙古科技大学课程说明书第一章设计任务书1.1设计题目用水冷却煤油产品的列管式换热器设计1.2设计任务1.2.1合理的参数选择和结构设计1.2.2传热计算和压降计

3、算：设计计算和校核计算1.3操作条件①煤油：入口温度140℃，出口温度40℃②冷却介质：自来水，入口温度15℃，出口温度25℃③允许压强降：不大于④煤油定性温度下的物性参数数据：密度为，粘度为，比热容为，导热系数为0.14W/(m·℃)⑤自来水在20℃下的物性数据：密度为,粘度为，比热容为，导热系数为1.4设计内容①传热面积。②管程设计包括：总管数,程数，管程总体阻力校核。③壳体直径。④结构设计包括流体壁厚。⑤主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管。12内蒙古科技大学课程说明书1.5设计日期开始日期：2013年6月25日结束日期：2013年7月4日1.6设计

4、评述换热器是许多工业生产中常用的设备,尤其是石油、化工生产应用更为广泛。在化工厂中换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多，性能各异，个具特点，可以适应绝大多数工艺过程对换热器的要求。进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。换热器类型虽然很多，但计算传热面积所依据的传热基本原理相同，不同之处仅是在结构上需根据各自设备特点采用不同的计算方法而已。第二章设计方案简介评述我们设计的是煤油冷却器，冷却器是许多工业生产中常用的设备。列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料

5、广。列管式换热器有固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式等类型。列管式换热器的形式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。由于两流体的温差大于50，故选用带补偿圈的固定管板式换热器。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。12内蒙古科技大学课程说明书第三章换热器设计理论计算3.1试算并初选换热器规格3.1.1定流体通入空间两流体均不发生相变的传热过程，因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。3.1.2确

6、定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式：被冷却物质为煤油，入口温度为140℃,出口温度为40℃冷却介质为自来水，入口温度为，出口温度为25℃煤油的定性温度：水的定性温度：两流体的温差：由于两流体温差大于50℃，故选用带补偿圈的固定管板式列管换热器。两流体在定性温度下的物性数据物性流体煤油908250.7152.220.14水209981.0058．1830．5983.1.3计算热负荷Q按管内煤油计算,即若忽略换热器的热损失，水的流量可由热量衡算求得,即12内蒙古科技大学课程说明书3.1.4计算两流体的平均温度差，并确定壳程数逆流温差：P=由R和P查图

7、……得温度校正系数为，所以校正后的温度为又因，故可选用单壳程的列管式换热器。3.1.5初步选择换热器规格根据管内为水，管外为有机液体，K值范围为280~710，假设K=350故由于，因此需要考虑热补偿。初选固定板式换热器规格尺寸如下：外壳直径D600㎜管排方式——正三角形排列管程流通面积S90㎡公称压力P1.0Mpa管数n180管程数2管长L7m管尺寸φ25×2.5mm（碳钢管）中心距32㎜换热面积S100㎡换热器的实际传热面积12内蒙古科技大学课程说明书采用此换热面积的换热器，则要求换热过程的总传热系数为：3.2核算总传热系数K03.2.1计算管程对流传热系数因

8、为，管中水