化工原理换热器课程设计

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1、重庆理工大学化工原理课程设计说明书题目：柴油预热原油的管壳式换热器学生班级：111150201学生姓名：何吉雨学生学号：11115020108指导教师：白薇扬化学化工学院2014年6月13日11目录1.设计任务书12.概述23.设计条件及物性参数表24.方案设计和拟定35.设计计算66.热量核算117.参考文献168.心得体会17211．设计任务书1.1设计题目用柴油预热原油的管壳式换热器1.2设计任务1.查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；2.根据设计任务书给定的生产任

2、务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；3.根据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器结构设计；4.以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；5.编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。1.3操作条件物料温度℃质量流量kg/h比热kJ/kg.℃密度kg/m3导热系数W/m.℃粘度Pa.s入口出口柴油170T2350802.487150.1330.64×10-3原油60105411042.2081

3、50.1283.0×10-31612.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

4、主导地位。3.设计条件及物性参数表3.1操作条件原油：入口温度60℃出口温度105℃质量流量：41104kg/h加热介质柴油：入口温度170℃出口温度T2质量流量：(35080)kg/h允许压降：不超过0.3×105Pa3.2物性参数表物料温度℃质量流量kg/h比热kJ/kg.℃密度kg/m3导热系数W/m.℃粘度Pa.s入口出口柴油170T2350802.487150.1330.64×10-3原油60105411042.208150.1283.0×10-31614.方案设计和拟订根据任务书给定的冷热

5、流体的温度，来选择设计列管式换热器中的浮头式换热器；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，柴油走管程，原油走壳程。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6m，算出传热管程，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

6、，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。4.1列管式换热器种类选取根据固定管板式的特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。U形管式特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。浮头式特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。我们设计的换热器的流体是油，易结垢，再根据可以完全消除热应力原则我们选用浮头式换热

7、器。4.2管程与壳程的选取根据以下原则：1.不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子2.腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，且管子也便于清洗和检修3.压强高的流体宜走管内，以免壳体受压4.饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大5.被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。1616.需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。7.粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间因

8、流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数，我们选择柴油走管程，原油走壳程。4.3流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速