浮头式换热器工艺说明书

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1、18原油加热器——浮头式换热器设计说明书化工原理课程设计原油加热器——浮头式换热器工艺说明书学院：材料科学与工程专业：高分子材料与工程班级：高分子112班姓名：郭家绅学号：2010016062指导教师：佟白118原油加热器——浮头式换热器设计说明书目录第1章绪论3设计任务和设计条件4第2章工艺设计与计算52.1浮头式换热器的选用52.1.1流动途径52.1.2物性参数的确定52.1.3热负荷的计算52.1.4估算传热面积A52.2工艺结构尺寸62.2.1管径和管内流速62.2.2管程数和传热管数62.2.3平均传热温差校正及壳程数62.

2、2.4传热管排列和分程方法72.2.5壳体内径72.2.6折流板82.2.7接管82.2.8法兰92.2.9其他附件102.3换热器核算112.3.1传热能力核算112.3.2壳程流体传热膜系数112.3.3管程传热膜系数122.3.4总传热系数132.3.5传热面积裕度2.3.6壁温核算2.3.7换热器内流体的流动阻力142.3.8管程流体阻力152.3.9壳程流体阻力16第3章3.1设备参数计算3.2设计结果一览表17参考文献18主要符号说明18设计评述191818原油加热器——浮头式换热器设计说明书设计任务和设计条件原油处理量：4

3、4000Kg，柴油处理量：34000Kg，操作条件：1、原油入口温度70℃，出口温度110℃;柴油入口温度175℃；2、两侧污垢热阻均为0.0002（m2·℃）/W3、两侧压力不可大于0.3at；4、换热器热损失为5%Q5、K预选为250W/(m2·℃)设计一个浮头式换热器将原油加热工艺计算及设备的结构计算3.1浮头式换热器的选用3.1.1流动途径由于原油粘度大，为了减小损失和充分利用柴油的热量，采用柴油走管程，原油走壳程。3.1.3热负荷的计算柴油：进口温度T1：175℃出口温度：T2原油：进口温度t1：70℃出口温度t2：110℃热

4、负荷为：Q=1.05W1Cp1(t2-t1)=1.05(44000/3600)×2.2×(110-70)=1.129×(W)则柴油出口温度为：(℃)管程柴油定性温度为(℃)壳程原油定性温度为(℃)1818原油加热器——浮头式换热器设计说明书由上两个定性数据，查阅参考书可得柴油和原油的物理性质如下；物性参数柴油原油密度/kg/m3715815比热容/[kJ/(kg·K)]2.482.2粘度/(Pa·s)6.4×10-43.0×10-3热导率/[w/(m·K)]0.1330.1283.1.4估算传热面积At1=T1-t2=175-110=6

5、5(℃)t2=T2-t1=127-70=57(℃)因为==1.14<2所以=℃预选K=250W/(·℃)，计算结果不符合要求，重新估取K=280W/(·℃)A估=Q/(K△tm)=1.129×10∧6/(280×61)=66.1(m2)3.2工艺结构尺寸3.2.1管径和管内流速选用25mm2.5mm较高冷传热管（碳钢）。取管内流速=1m/s。3.2.2管程数和传热管数单程需管数：（根）桉单管程算总管长为：L=A/(πdins)=66.1/(3.14×0.02×42)=25.05(m)1818原油加热器——浮头式换热器设计说明书按单管程设

6、计，传热管过长，宜采用多管程结构。取传热管长L′=6m，则管程数：Np=L/L′=25.05/6≈4(管程)传热总根数：N=424=168（根）3.2.3平均传热温差校正及壳程数P=(t2-t1)/(T1-t1)=(110-70)/(175-70)=0.38由《化工原理课程设计》在单壳程、四管程的图3-28对平均温度差校正系数图查得=0.91>0.8故选单壳程、四管程。平均传热温差校正为△t′m=△ψ△tm=0.91×61=55.51(°C)3.2.4传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正方形排列，其优点是管板强度高，流体走

7、短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流体传热系数较高，相同的壳程内可排列更多的管子。取管心距t=1.25，则：t=1.2525=31.2532()隔板中心到离其最近一排管心距离：1818原油加热器——浮头式换热器设计说明书s=+6=+6=22()则各程相邻的管心距为：222=44()3.2.5壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η=0.7，则壳体的内径为;Di=1.05t(N／η)0.5=1.05×32×(168／0.7)0.5=520.53(mm)圆整得Di=600mm3.2.6折流板折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳

8、体内径的25%。则切去圆缺高度为：h=0.25Di=0.25×600=150(mm)折流板间距：B=0.4Di=0.4×600=240(mm)折流板数：NB=6000／240－1=24(块)3.2.7接管壳