化工原理课程设计--用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计

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1、西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计化工原理课程设计设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计设计者：班级生工1001姓名张渊（）刘丹（）指导教师：陆爱霞设计成绩：进度说明书图纸总分日期：西南科技大学生命科学与工程学院15西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计15西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计一．设计任务和设计条件1、设计题目：用水冷却煤油的列管式换热器的设计2、设计条件(1)煤油处理量：1.188105吨/年进口温度：120℃出口温度：40℃压强降：≤1.5105pa(2)冷却水进口温度：10℃出口温度：

2、30℃(3)每年按330天计算，每天24小时连续运行3、设计项目(1)选择适宜的列管式换热器并进行核算(2)传热计算(3)管、壳程流体阻力计算⑷管板厚度计算⑸绘制列管式换热器的装配图15西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计目录中文摘要1第一章绪论21.1换热器介绍21.2换热器的用途21.3换热器的优点21.4换热器的应用21.5几种常用换热器介绍21.5.1板式换热器21.5.2管壳式换热器31.5.3板翅式换热器3第二章设计方案简介32.1选择换热器的类型32.2管程安排32.3流向的选择3第三章确定物性数据3第四章工艺计算及主要

3、设备设计44.1计算热负荷和冷却水流量44.2计算两流体的平均温度差44.3估算传热面积54.4换热器规格64.4.1管径和管内流速64.4.2管程数和传热管数64.4.3传热管排列和分程方法615西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计4.4.4壳体内径64.4.5折流板64.4.6接管64.5热流量核算74.5.1课程表面传热系数74.5.2管程对流传热系数84.5.3污垢热阻和管壁热阻94.5.4传热系数94.5.5传热面积裕度104.6换热器内流体的流动阻力104.6.1管程流体阻力104.6.2壳程流体阻力11结论12结束语13

4、参考文献14主要符号说明1415西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计摘要：列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程列管式换热器。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳

5、壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。关键词：列管式换热器；流体；壳程；管程；封头15西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计第一章绪论1.1换热器介绍换热器是以两种不同温度的流体进行热量交换的设备，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。它可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。

6、但是用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点，用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器价格过于昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。1.2换热器的用途换热器的作用可以是以热量交换为目的。即在确定的流体之间，在一定时间内交换一定数量的热量;也可以是以回收热量为目的，用于余热利用;也可以是以保证安全为目的，即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。换热器的作用不同，其设计、选型、运行工况也各不相同。1.3换热器的优点换热器的热损失要少，换热效率要高;流动阻力要小；要有足够的机械强度，抗腐蚀和抗损坏能力要强，维护工作量要

7、少；结构要合理，工作要安全可靠，即零部件之间因为温升而产生的热应力不会导致换热器破裂；要便于制造、安装和检修;经济上要合理，设奋全寿命期的总投资要少，生活热水系统的换热器应易于清除水垢，以上要求常常相互制约，难于同时满定，因此应视具体情况，在换热器的选型和设计中有所侧重，满足工程对换热器的主要要求。因为换热器故障率较低，并且供暖为季节性负荷，有足够的检修时间，生活热水系统暂停供热也不会造成重大影响，所以可不设备用换热器。换热器台数的选择和单台能力的确定应适应热负荷的分期增长，并考虑供热的可靠性。1.4换热器的应用换热器的应用广泛，日常生活中取暖

8、用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程