化工原理课程设计说明书---煤油冷却器的设计

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1、化工原理课程设计说明书题目：煤油冷却器的设计系别：化工学院班级：学号：姓名：指导老师：设计日期：15目录一、设计方案31.换热器的选型32.两种介质在管壳程的选取3二、热力计算31.原始数据32.定性温度和物性参数计算43.传热量及水流量54.有效平均温差55.管程换热系数56.初选结构67.壳程换热系数78.传热系数88.管壁温度88.管程压降8159.壳程压降9三、结构设计101.换热流程设112.管子和传热面积113.管子排列方式114.壳体σ115.管板126.折流板127.拉杆138.封头139.进出口管1310.其他14四、参考文献1

2、415一、设计方案1.换热器的选型由于介质无腐蚀性，结垢性也不强，在工艺上和结构上无特殊要求，故可选用通用易得且便宜的固定管板式换热器。根据管、壳壁温差是否超过30~50℃，再决定是否采用膨胀节。2.两种介质在管壳程的选取由于两流体温差小，而冷却水的换热系数大，结垢性叫煤油强、工作压力较强，用泵输送允许的压强较大，故使冷却水走管程较合适；煤油的流量较小、粘度较大、洁净、工作温度和压力均不高，壳体强度不会产生问题，允许压强小，因而使其走壳程合适。二、热力计算原始数据序号计算项目符号单位计算公式或图表数值1冷却水进口温度℃给定302冷却水出口温度℃给

3、定503冷却水工作压力bar给定34煤油进口温度℃给定150155煤油出口温度℃给定506煤油流量Kg/h给定120007煤油工作压力bar给定1定性温度和物性参数计算8水的定性温度℃409水的密度kg／m查物性表992.210水的比热kJ／kg℃查物性表4.17411水的导热系数W／m℃查物性表0.63312水的粘度Pa·s查物性表653.2×1013水的柏朗特数－查物性表4．3114煤油的定性温度℃8015煤油的密度kg／m查物性表81816煤油的比热kJ／kg℃查物性表2.2617煤油的导热系数W／m℃查物性表0.13518煤油的粘度Pa·

4、s查物性表0.81×1019煤油的柏朗特数－13.615传热量及水流量20换热器效率－取用0.9821设计传热量W（-）×1000／3600738266.722冷却水流量Kg／s（-）8.84有效平均温差23逆流平均温差℃()／㏑()49．724温差校正系数－查表0．88参数P－（-）／(-)0．167R－(-)／(-)525有效平均温差℃43．7管程换热系数26试选传热系数W／m℃参考附录1223027初选传热面积m／7528管子外径m选25×2.5无缝钢管0.025管子内经m2×2.5／10000.0229管子长度lm取换热器管标准长度315

5、30管子总数－32231管程流通截面m0.025332管程流速m／s0.3633管程雷诺数－1063334管程换热系数W／m℃2168.1初选结构35管排列方式－－分程隔板两侧正方形，其余三角形组合排列方法36管间距sm0.03237管束中心处排管数－=19.7取2038管束外沿与壳体间距eme=2d0.0539壳体内径mS(-1)+0.740长径比－3/0.74.341弓形折流板弓高hm0.20.1442折流板间距Bm/30.231543折流板数－(l/B)-112壳程换热系数44壳程流通截面=(1-)0.03545壳程流速m／s0.11644

6、6壳程质量流速Kg／ms95.2147壳程当量直径m0.036248壳程雷诺数－425549切去弓形面积所占比例=根据0.14550壳程传热因子－图5-404651管外壁温度℃假定后再复核5052壁温下煤油粘度Pa·s查物性表0.001553粘度修正系数－0.917454壳程换热系数W／m℃375.715传热系数55水侧污垢热阻m℃／W附录13-20.00034456煤油侧污垢热阻m℃／W附录13-30.00017257管壁热阻rm℃／W忽略058总传热热阻m℃／W0.003859传热系数W／m℃263.260传热系数比值－263.2/2301.

7、14合适管壁温度61管外壁热流密度W／m℃=973662管外壁温度℃-（5263误差校核℃-2合适管程压降64壁温下水的粘度Pa·s查物性表546×1065管程粘度修正系数－［1.0251566管程摩擦系数－图1-190.03567管子沿程压降1245.168回弯压降972.469进出口管出质量流速Kg／ms按式（5-9）取用180870进出口管处压降2473.771管程结垢校正系数－根据及25×2.5得1.472管程压降（+）×+5578.2壳程压降73当量直径m0.03374雷诺数–()387975壳程摩擦系数–图5-410.3276管束压降

8、（）53315［］77管咀处质量流速椐式（5-10）取用134178进出口管压降164979导流板阻力系数–直接取用580导流板压降54