化工原理课程设计煤油列管式换热器

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1、南京工业大学食品与轻工学院学院《食品机械基础课程设计》设计题目列管式换热器专业名称食品科学与工程设计小组食品1001班19,24,25号指导教师仲兆祥设计日期：2013年11月1日至2013年11月14日目录1、前言…………………………………………………………………………12、正文………………………………………2.1、题目………………………………………2.2、2.1题目:设计一列管式换热器2.2前言：在油化工生产过程中，常常需要将各种油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以某炼油厂冷却油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。其目的是通过对油产品冷却的列管式换热器设计

2、，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。2.3设计论述本设计任务是利用冷流体（水）给油降温。利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。下图（图1）是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。换热器

3、分为几大类：夹套式换热器，沉浸式蛇管换热器，喷淋式换热器，套管式换热器，螺旋板式换热器，板翅式换热器，热管式换热器，列管式换热器等。不同的换热器适用于不同的场合。而列管式换热器在生产中被广泛利用。它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。所以首选列管式换热器作为设计基础。2.4讨论分析2.4.1设计任务与条件1、设计任务  处理能力：5000Kg/小时设备型式：固定管板式换热器2、操作条件（1）煤油：入口温度120℃出口温度60℃（2）冷却介质：循环水入口温度20℃出口温度50℃（3）操作压强：煤油：0.3MPa

4、循环水：0.4MPa该交换器为煤油—水换热器，估计热交换器的管壁温度和壳体温度之差不是较大，因此初步确定选用带有“膨胀节”的固定管板式热交换器。2.4.2流程的选择由于煤油粘度大并且泄露后危险性大，再者水的体积小，所以煤油走壳程，水走管程。2.4.3确定物性数据煤油的定性温度煤油密度    ρ0＝774kg/m3定压比热容   Cp0＝2.33kJ/kg℃热导率      λ0＝0.138W/m℃粘度μ0＝0.604mPa﹒s水的定性温度水的密度ρi＝994.03kg/m3定压比热容   Cpi＝4.183kJ/kg℃热导率       λi＝0.626W/m℃粘度       

5、 μi＝0.722mPa﹒s2.4.4计算总传热系数（1）热流量kj/h=194.16kw（2）平均传热温差（3）冷却水用量(kg/h)（4）计算传热数据求传热面积需要先知道K值，根据资料查得煤油和水之间的传热系数在350W/(㎡.℃)左右。由Q=KA△tm得(㎡)2.4.5工艺结构尺寸（1）管径和管内流速及管长选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速ui=0.5m/s，选用管长为3m（2）．管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=10按单程管计算，所需的传热管长度为L=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热

6、管长l=5m，则该换热器的管程数为Np=传热管总根数Nt=10*3=30（3）平均传热温差校正及壳程数R=P=按单壳程，双管程结构得：平均传热温差：由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。（4）.传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25d0，则t=1.25×25=31.25≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。（5）.壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η=0.75，则壳体内径为：D=1.05t按卷制壳体的

7、进级档，可取D=250mm（6）．折流板采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为：H=0.25×250=65.5mm，故可取h=65mm取折流板间距B=0.3D，则B=0.3×250=75mm，可取B为75mm。折流板数目NB=2.4.6换热器核算（1）热流量核算1.1壳程表面传热系数用克恩法计算得当量直径：=壳程流通截面积：壳程流体流速及其雷诺数分别为：普朗特数Pr：粘度校正：壳程表面传热系数(2)管内表面传热系数：管程流体流通截面积：管程流体