用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书

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1、题目一：用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书《处理量为XXX吨/年XXXXXXXX的工艺设计》设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h,进口温度20℃，出口温度40℃三、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四、设计说明书内容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结构设计包括壁厚5主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管6流程图（以图的形式，并给出各部分尺寸）及结构尺寸汇总（以表的形式）7评价

2、之8参考文献一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。二、设计的指导思想1结构设计应满足工艺要求2结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠3设计符合现行国家标准等4安装、维修方便三、设计要求1计算正确，分析认证充分，准确2条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整3图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范4独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程

3、中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以某厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。五、参考文献1化工过程及设备设计，华南工学院，19862传热设备及工业炉，化学工程手册第8篇，19873化工设备设计手册编写组.金属设备，19754尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，19815谭天恩等.化工原理(上、下册)化学工业出版社.六、设计思考题1设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？2为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？3在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？4说明列管式换热器的选型计算步骤

4、？5在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？6说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。7列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？七、部分设计问题引导1列管式换热器基本型式的选择2冷却剂的进出口温度的确定原则3流体流向的选择4流体流速的选择5管子的规格及排列方法6管程数和壳程数的确定7挡板的型式八、设计答辩指导1列管式换热器的型号，可查找化工过程及设备及换热器等书籍。2换热器强度设计可找化机同学或老师了解，并参照金属设备等资料3绘图可找制图老师了解，并参考机械制图，化工制图及制图标准等。计算示例某生产过程中，需将6000kg/h的油从140℃冷却至40℃，

5、压力为0.3MPa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水入口温度30℃，出口温度为40℃。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。1．确定设计方案（1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度40℃冷流体(循环水)进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。（2）流动空间及流速的确定由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取ui=0.

6、5m/ｓ。2．确定物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值。壳程油的定性温度为(℃)管程流体的定性温度为(℃)根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。油在90℃下的有关物性数据如下：密度　　ρo=825kg/m3定压比热容　　cpo=2.22kJ/(kg·℃)导热系数　　λo=0.140W/(m·℃)粘度　　μo=0.Pa·s循环冷却水在35℃下的物性数据：密度　　ρi=994kg/m3定压比热容　　cpi=4.08kJ/(kg·℃)导热系数　　λi=0.626W/(m·℃)粘度　　　　μi=0.Pa·s3．计算总传热系数（1）热流量Qo=WocpoΔto=6000×2.2

7、2×(140-40)=1.32×106kJ/h=366.7(kW)（2）平均传热温差(℃)（3）冷却水用量(kg/h)（4）总传热系数K管程传热系数W/(m·℃)壳程传热系数假设壳程的传热系数αo=290W/(m2·℃)；污垢热阻Rsi=0.m2·℃/W,Rso=0.m2·℃/W管壁的导热系数λ=45W/(m·℃)=219.5W/(m·℃)4．计算传热面积(m2)考虑15％的面积裕度，S=1.15×S′=1.15×42.8=49.2