换热器课程设计本科论文.doc

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1、换热器课程设计说明书学院：班级：姓名：学号：指导教师：目录1.换热器课程设计任务书11.1、设计题目：11.2、操作条件：11.3、设备型式：11.4、设计要求：12.热交换器设计方案的确定12.1管壳式换热器的简介12.1.1工作原理22.1.2分类22.1.3主要技术特性：32.2试算并初选换热器规格32.2.1流体流动途径的确定32.2.2设备材料的选择33.换热器热力计算33.1确定物性数据43.2计算总传热系数43.2.1热流量43.2.2平均传热温差53.2.3冷却水用量53.2.4总传热系数53.3传热面积的计算64.工艺结构

2、尺寸64.1管数和传热管数64.2平均传热温差校正及壳程数74.3传热管排列和分程方法74.4壳体内径74.5折流板数84.6接管85.换热器校核设计85.1热量核算85.1.1壳程对流传热系数85.1.2管程对流传热系数95.1.3传热系数K105.1.4传热面积S105.2换热器内流体的流动阻力105.2.1管程流动阻力105.2.2壳程阻力116.设计结果汇总表127.换热器示意图、管子草图、折流板13.参考资料14设计总结15前言在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，成为热交换器。热交换器在工业生产中的应用

3、极为普遍，制冷工业中蒸汽压缩式制冷机或吸收式制冷机中的蒸发器、冷凝器；制糖工业和造纸工业的糖液蒸发器和纸浆蒸发器，都是热交换器的应用实例。在化学工业和石油化学工业的生产过程中，应用热交换器的场合更是不胜枚举。根据热交换器在生产中的地位和作用，它应满足多种多样的要求。一般来说，对其基本要求有：（1）满足工艺过程所提出的要求。热交换强度高，热损失少。在有利的平均温度下工作。（2）要有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构，制造简单，装修方便，经济合理，运行可靠。（3）设备紧凑。这对大型企业，航空航天、新能源开发和余热回收装置更有重要意义

4、。（4）保证低的流动阻力，以减少热交换器的消耗。管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。它包括:固定管板式换热器、U 型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。1.换热器课程设计任务书1.1、设计题目：设计一台换热器1.2、操作条件：1、热水：入口温度81℃，

5、出口温度64℃。运行压强：8.5bar2、冷却介质：水，入口温度23℃。出口温度：40℃运行压强：2.2bar4、运行流量:38t/h1.3、设备型式：管壳式换热器1.4、设计要求：1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。3、设计校核计算4、设计结果概要。5、参考文献。2.热交换器设计方案的确定2.1管壳式换热器的简介管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。它包括:固定管板式换热器、U 14型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。管壳式换热器由管箱、壳

6、体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。2.1.1工作原理管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式换热器一样属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。2.1.2分

7、类1.固定管板式换热器结构特点：两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构的壳侧清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，会使管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。适用于温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。2.浮头式换热器结构特点：两端管板只有一端与壳体完全固定，另一端则可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的优点是当换热管与壳体间有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体

8、内抽搐，便与管内管间的清洗。缺点：结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。适用于管壁间温差较大或易于腐蚀和易于结垢的场合。3.