列管换热器课程设计_学位论文.doc

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1、化工原理课程设计说明书设计题目：醋酸冷却器的设计学院：基础科学学院专业班级：09高分子材料与工程（1）班姓名：魏文君学号：20090810080105指导老师：周枚花-25-目录符号说明-4-第一章、绪论-5-1.1对换热器的认识-5-1.2列管换热器简介-6-1.3列管换热器的类型即选择-6-第二章、确定设计方案-9-2.1选择换热器的类型-9-2.2换热器材质的选择-10-2.3流动空间及流速的确定-10-第三章、物性数据的确定-10-3.1定型温度的计算-10-3.2醋酸的物性参数-11-3.3水的物性参数-11

2、-第四章、估算传热面积-11-4.1热流量-11-4.2平均传热温差-12-4.3冷却水用量-12-4.4估算传热面积-12-第五章、工艺结构尺寸-13-5.1管径和管内流速-13-5.2管程数和传热管数-13-5.3传热管排列和分程方法-14-5.4壳体内径-14-5.5标准换热管的选择-14-5.6折流板-16-5.7接管-16-第六章、换热器校核-17-6.1热流量核算-17-6.11壳程对流传热系数-17--25-6.12管程对流传热系数-18-6.13总传热系数-18-6.2换热器内流体的流动阻力-19-6.

3、21管程流动阻力-19-6.22壳程流动阻力-20-第七章、主要附件的尺寸设计-21-7.1封头-21-7.2缓冲挡-22-7.3放气孔、排液孔-22-7.4浮头管板及钩圈-22-7.5法兰选择-22-第八章、设计结果一览表-22-第九章、设计结果评价-24-第十章、附图-24-10.1工艺流程图-24-10.2换热器装配图-24-第十一章、参考文献-25--25-符号说明英文字母B——折流板间距，m；d——管径，m；D——换热器外壳内径，m；λ——摩擦系数；F——系数；h——圆缺高度，m；K——总传热系数，W/(m2

4、·℃)；L——管长，m；m——程数；n——指数；N——管数；NB——折流板数；Nu——努塞尔特准数；P——压力，Pa；Pr——普兰特准数；Q——传热速率，W；r——半径，m；R——热阻，m2·℃/W；Re——雷诺准数；A——传热面积，m2；t——冷流体温度，℃；a——管心距，m；T——热流体温度，℃；u——流速，m/s；qm——质量流量，kg/s，qv——体积流量，m3/s。希腊字母α——对流传热系数，W/(m2·℃)；Δ——有限差值；λ——导热系数，W/(m·℃)；μ——粘度，Pa·S；ρ——密度，kg/m3；ψ——

5、校正系数。下标c——冷流体；h——热流体；i——管内；m——平均；o——管外；s——污垢-25-第一章、绪论1.1对换热器的认识换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面

6、传给冷流体。该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。直接接触式换热器又称混合式换热器。在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流

7、体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。其缺点是设备的体积庞大，且不能完全避免两种流体的混合。-25-工业上最常见的换热器是间壁式换热器。根据结构特点，间壁式换热器可以分为管壳式换热器和紧凑式换热器。紧凑式换热器主要包括螺旋板式换热器、板式换热器等。1.2列管换热器简介列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称

8、为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍