换热器设计说明书

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1、大庆师范学院《化工原理》课程设计说明书设计题目年产5.76万吨煤油的换热器的设计学生姓名赵岩磊指导老师张浩学院化学化工学院专业班级化工2班完成时间2010年7月1日目录第一节概述11.1换热器的发展现状11.2换热器的类型11.3列管式换热器的设计步骤1第二节设计方案的确定22.1设计任务22.2选择换热器的类型22.3流动空间及其流速的确定2第三节确定物性数据3第四节计算总传热系数44.1热流量44.2平均传热温差44.3冷却水用量44.4总传热系数K44.5计算传热面积5第五节工艺结构尺寸65.1．管径和管内流速65.2.管

2、程数和传热管数65.3.平均传热温差校正及壳程数65.4.传热管排列和分程方法75.5．壳体内径85.6．折流板85.7．接管8第六节换热器核算96.1热流量核算96.1.1壳程表面传热系数96.1.2管程对流传热系数96.1.3污垢热阻和管壁热阻106.1.4传热系数K106.1.5传热面积S106.2换热器内流体的流动阻力116.2.1管程流体阻力116.2.2壳程阻力12参考文献14后记及其他15第一节概述1.1换热器的发展现状近年来，随着我国石化、钢铁等行业的快速发展，换热器的需求水平大幅上涨，但国内企业的供给能力有限，

3、导致换热器行业呈现供不应求的市场状态，巨大的供给缺口需要进口来弥补。换热器是一种高效紧凑的换热设备，它的应用几乎涉及到所有的工业领域，而且其类型、结构和使用范围还在不断发展。近年来，焊接型板式换热器的紧凑性、重量轻、制冷性能好、运行成本低等优越性已越来越被人们所认识。随着我国经济的发展，换热器技术的发展，特别是各种大型的工业制冷装置和空调用制冷装置发展迅速，这为各种换热器的应用提供了广阔的市场。1.2换热器的类型换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式

4、换热器应用最多。其中列管式换热器得到了广泛的应用。列管式换热器主要分为以下几种：l固定管板式换热器；l浮头是换热器；lU型管换热器；l填料函式换热器；1.3列管式换热器的设计步骤l根据换热任务和有关要求确定设计方案；l初步确定换热器的结构和尺寸；l核算换热器的传热面积和流体阻力；l确定换热器的工艺结构；16第二节设计方案的确定2.1设计任务某生产过程中，需将5.7610t/a的煤油从140℃冷却至44℃，压力为0.3MPa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水入口温度30℃，出口温度为42℃，试设计一台列管

5、式换热器，完成生产任务。2.2选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度140℃出口温度44℃；冷流体进口温度30℃，出口温度为42℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用固定管板式换热器。2.3流动空间及其流速的确定由于循环冷却水较易结垢，为了便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用的碳钢管，管内流速取=0.8m/s。16第三节确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。壳程油的定性温度为：T==92℃（3-1）

6、管程流体的定性温度为t=℃（3-2）由于煤油物性受温度影响较小，所以煤油在92℃下的相关物性可近似等于90℃的相关物性，即：煤油在92℃下的有关物性数据如下：密度定压比热容=2.22kJ/kg℃热导系数=0.14w/m粘度=0.000715Pas循环水在36℃下的物性数据：密度=993.92㎏/m3定压比热容=4.18kJ/kg℃热导率=0.617w/m℃粘度=7.085Pas每年工作日按300天计算，则=5.76/30024=8000kg/h;16第四节计算总传热系数4.1热流量Q==80002.22(140-44)=1.7k

7、J/h=472.2kw;（4-1）4.2平均传热温差==40.4℃；（4-2）4.3冷却水用量===33891.5kg/h;（4-3）4.4总传热系数K设管程流速=0.8m/s;管程传热系数：Re===22445.6;（4-4）=0.023()()（4-5）=0.023=4015.5w/m.℃；壳程传热系数：4-1流体的污垢热阻（表一）加热流体温度，℃小于115115～205水的温度，℃小于25大于25水的流速，（m/s）小于1.0大于1.0小于1.0大于1.0污垢热阻，(m2·℃)/W海水0.859810-41.719710-

8、4自来水，锅炉软水1.719710-43.439410-4蒸馏水0.859810-40.859810-416硬水5.159010-48.598010-4河水5.159010-43.439410-46.878810-45.159010-44-2流体的污垢热阻（表二