毕业设计：用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计

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1、新疆工业高等专科学校流体流动与传热课程设计说明书题目名称：用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计系部：化学工程系专业班级：煤化09-3（2）学生姓名：指导教师：完成日期：2011年1月15日2目录第一部分设计任务书1一、设计题目1二、设计任务1三、操作条件1四、设计内容1五、设计日期1六、设计评述2第二部分设计方案简介评述2第三部分换热器设计理论计算3１、试算并初选换热器规格3（1）、定流体通入空间3（2）、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式：3(3)、计算热负荷Q3（4）、计算两流体的平均温度差，并确定壳程数4（5）、初步选择换热器规格42、核

2、算总传热系数K05（1）、计算管程对流传热系数5(2)、计算壳程对流传热系数5（3）、确定污垢热阻6（4）、计算总传热系数63、计算压强降711（1）、计算管程压强降7(2)、计算壳程压强降7第四部分换热器主要结构尺寸8一、管子的规格和排列方法8二、管程和壳程数的确定9三、外壳直径的确定9第五部分工艺设计计算结果汇总表10参考文献11致谢1211第一部分设计任务书一、设计题目用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计任务1.合理的参数选择和结构设计2.传热计算和压降计算：设计计算和校核计算三、操作条件①煤油：入口温度120℃，出口温度70℃②冷却介质：自来水，入

3、口温度15℃，出口温度45℃③允许压强降：不大于Pa④煤油定性温度下的物性参数数据：密度为，粘度为，比热容为，导热系数为0.14W/(m·℃)⑤其余参数参考资料选取四、设计内容①传热面积。②管程设计包括：总管数,程数，管程总体阻力校核。③壳体直径。④结构设计包括流体壁厚。⑤主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管。五、设计日期开始日期：2011年1月06日结束日期：2011年1月11日11六、设计评述换热器是许多工业生产中常用的设备,尤其是石油、化工生产应用更为广泛。在化工厂中换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多，性能各异，个具特点，可以适

4、应绝大多数工艺过程对换热器的要求。进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。换热器类型虽然很多，但计算传热面积所依据的传热基本原理相同，不同之处仅是在结构上需根据各自设备特点采用不同的计算方法而已。第二部分设计方案简介评述我们设计的是煤油冷却器，冷却器是许多工业生产中常用的设备。列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广。列管式换热器有固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式等类型。列管式换热器的形式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。由于两流体的温差大于50，故选用带补偿圈的

5、固定管板式换热器。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。第三部分换热器设计理论计算１、试算并初选换热器规格（1）、定流体通入空间两流体均不发生相变的传热过程，因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。（2）、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式：被冷却物质为煤油，入口温度为120℃,出口温度为冷却介质为自来水，入口温度为，出口温度为煤油的定性温度：11水的定性温度：两流体的温差：由于两流体温

6、差大于50℃，故选用带补偿圈的固定管板式列管换热器。两流体在定性温度下的物性数据物性流体煤油958250.7862.220.14水30995.70.8014.1740.62(3)、计算热负荷Q按管内煤油计算,即若忽略换热器的热损失，水的流量可由热量衡算求得,即（4）、计算两流体的平均温度差，并确定壳程数逆流温差：由R和P查图……得温度校正系数为，所以校正后的温度为又因，故可选用单壳程的列管式换热器。（5）、初步选择换热器规格根据管内为水，管外为有机液体，K值范围为280~710，11假设K=450故由于，因此需要考虑热补偿。初选固定板式换热器规格尺寸如下：外壳直径D

7、400mm管排方式——正三角形排列管程流通面积S0.0148m2公称压力P0.6Mpa管数n94管程数2管长L6m管尺寸φ25×2.5mm（不锈钢管）中心距32mm换热面积S43.5m2换热器的实际传热面积采用此换热面积的换热器，则要求换热过程的总传热系数为：2、核算总传热系数K0（1）、计算管程对流传热系数因为，管中水的质量流量为，则水的体积流量为所以：11(2)、计算壳程对流传热系数换热器中心附近管排中流体流通截面积为式中h——折流挡板间距，取300mmt——管中心距，对于的管中心距为。煤油的质量流量为，则煤油的体积流量为由于换热器为两壳程，所以煤油的流速为