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时间:2018-07-20
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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
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