学位论文—列管式换热器.doc

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1、课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：列管式换热器院系：化学与环境工程学院学生姓名：学号：专业班级：10级高分子材料与工程指导教师：2014年11月日21列管式换热器设计任务书设计一台列管式换热器一、设计任务及操作条件(1)处理能力1×t/a热水　(2)设备型式列管式换热器(3)操作条件①煤油:入口温度140℃,出口温度40℃.②冷却介质:循环水,入口温度30℃,出口温度40℃.③允许压降:不大于105Pa.④每年按300天计算,每天24小时连续运行.二、设计要求及内容(1)根据换热任务和有关要求确认设计

2、方案;(2)初步确认换热器的结构和尺寸;(3)核算换热器的传热面积和流体阻力;(4)确认换热器的工艺结构.摘要：通过对列管式换热器的设计，首先要确定设计的方案，选择合适的计算步骤。查得计算中用到的各种数据，对该换热器的传热系数传热面积工艺结构尺寸等等要进行核算，与要设计的目标进行对照是否能满足要求，最终确定换热器的结构尺寸为设计图纸做好准备和参考，来完成本次课程设计。关键词：标准方案核算结构尺寸21目录一.概述……………………………………………………………….4二.方案的设计与拟定………………………………………………

3、.4三.设计计算………………………………………………………….73.1确定设计方案……………………………………………..73.1.1选择换热器的类型…………………………………...73.1.2流动空间及流速的测定……………………………...73.2确定物性数据………………………………………...........73.3计算总传热系数…………………………………………..83.3.1热流量…………………………………………………83.3.2平均传热温差…………………………………………93.3.3冷却水用量………………………

4、…………................93.4计算传热面积……………………………………………...93.5工艺结构尺寸…………………………………………….103.5.1管径与管内流速……………………………………..103.5.2管程数与传热管数…………………………………..103.5.3传热管排列和分程方法……………………………..103.5.4壳体内径……………………………………………..113.5.5折流板………………………………………………...113.5.6接管…………………………………………………..11

5、3.6换热器核算……………………………………………...123.6.1热量核算……………………………………………..12213.6.1.1壳程对流传热系数…………………………….123.6.1.2管程对流传热系数……………………………..133.6.1.3传热系数K……………………………………..133.6.1.4传热面积S………………………………………133.6.2换热器内流体的流动阻力…………………………143.6.2.1管程流动阻力…………………………………...143.6.2.2壳程阻力……………………………

6、…………..153.6.2.3换热器的主要结构尺寸和计算结果…………..15四．设计小结……………………………………………………….16五．参考文献………………………………………………………..1821一.概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器

7、的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。二.方案设计和拟订根据任务书给定的冷热流体的温度，来选择设计列管式换热器中的固定管板式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。在这里，冷水走管程，热水走壳程。从手册中查得冷热流体的物性数据，如密度，比热容，导热系数，黏度。计算出总传热系数，再计算出传热面积。根据管径管内流速，确定传热管数，标准传热管长为3m，算出传热管

8、程，传热管总根数等等。再来就校正传热温差以及壳程数。确定传热管排列方式和分程方法。根据设计步骤，计算出壳体内径，选择折流板，确定板间距，折流板数等，再设计壳程和管程的内径。分别对换热器的热量，管程对流系数，传热系数，传热面积进行核算，再算出面积裕度。最后，对传热流体的流动阻力进行计算，如果在设计范围内就能完成任务。根据固定管板式的特点：结构简单