毕业设计（论文）-选择换热设备运行参数的实验研究

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1、南华大学化学华工学院毕业设计一、引言在工业生产中，为了实现物料之间热量传递过程的一种设备，统称为换热器。它是化工、炼油、动力、原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。换热器在化工生产中的应用是十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。换热器是一种节能设备，它即能回收热能，又需消耗机械能。因此，度量一个换热器性能好坏的标准是换热器的传热系数K和流体通过换热器的阻力损失⊿p。前者反映了回收热量的能力，后者是消耗机械能的标志。强化传热

2、过程是化工生产中对传热过程的经常的要求之一。而提高传热系数是强化传热过程的关键措施之一。因此对影响总传热系数K的各个因素的研究非常重要。本课题通过对化工原理实验室内NO.2换热器运行数据的实测，使用正交实验方法对数据进行了处理，得出：换热器总传热系数与空气流量、冷水流量成正比，与空气进口温度成反比的规律，选出了更优的方案，并用传热理论给出相关的解释。1.换热器的应用范围在工业生产中，为实现物料之间热量传递过程的一种设备统称为换热器。他是化工，炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工

3、艺设备。对于迅速发展的化工，炼油等工业生产来说换热器尤为重要，通常在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10~20%。在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的35~40%在化工生产中，为了工艺流程需要，要进行个中不同的换热过程：如加热，能却，蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过它，使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺上的需要。换热器随着使用目的的不同可以把他分成为：热交换器，加热器，冷却器，冷凝器，蒸发器和再沸器等，由于使用的条件不同换热设备又有各种各样的形

4、式和结构。有时换热器作为一个单独的设备，有时则作为某一工艺设备中的组成部分，如氨合成塔中的下部热交换器，精馏塔底部的再沸器和顶部的回流冷凝器或分凝器，总之，换热器在化工生产中的应用是十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。在换热设备中，应用最广泛的是管壳式换热器，他是被当作一种传统的标准换热器，在许多工业部门中被大量使用，管壳式结构，它具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适应性强，处理能力大，能承受高温和高压等特点。第30页共55页南华大学化学华工学院毕业设计另一种高效，紧凑式的新型换热设备，

5、即板式换热器，已发展成为一种重要的化工设备。它使用的介质相当广泛，从水到高粘度的非牛顿型液体，从含有小直径固体颗粒的物料到含有纤维的物料均可处理，从生产工艺上说，它可以用做液体的加热，冷却，冷凝或蒸发，单体的气提，溶液的浓缩，聚合，脱气，干燥等，总之，板式换热器的应用场合很广，随着化学工业的发展，近年来，发展了一些新的换热设备，如板翅式换热器，螺旋板换热器，伞板式换热器，板壳式换热器等从以上介绍，在化工生产中所使用的换热器种类和形式很多的，但完善的换热设备至少应满足下列几种因素：1．保证达到工艺所

6、规定的换热条件，2．强度足够几结构可靠3．便于制造，安装和检修4．经济上要合理在过程工业中，换热器是如此的重要并如此广泛的用应，一直于题目的设计已经得到高度的发展。以有的换热器的规格详细的概括了材料，制造方法，设计技术和尺寸/绝大多数的换热器是液液换热器，但在换热器中也可以处理气体和不冷凝的蒸汽。对于在少量管子中不能稳定控制的流速的情况，简单的套管式换热器不合适。如果几个套管并行使用，外侧管子所需金属的重量非常大，而套管式结构中将一个外壳作为许多管子使用，故壳管式显得更经济。因为换热器有一个壳程和

7、一个管程，所以被称为1-1式换热器。换热器中壳程和管程的传热系数具有相当的重要性，两者必须都大，才能得到一个满意的总传热系数。壳程液体和管程液体的流速和湍动同样重要。为了反之管子古代板的强度减弱，管子之间必须有一个罪行距离，而且管子防止过密以致管外侧即壳程的通道面积以及管内即管程的通道面积一样少是不可能的。如果两股物流有相当的流量，壳程的流速就会比管程的少。因此，在管内防止挡板以减少壳程液体的流动的截面积，迫使也是垂直的流过而不是平行的流过管束。这种流动产生的附加湍动进一步提高了壳程的传热系数。1

8、-1型换热器有一些局限性。而多程换热器实现了高；流速，短管子以及对膨胀问题的更满意的解决方法。多程换热器降低了流体的流通截面积，提高了流速，从而导致传热系数的相应提高。其缺点有:（1）换热器这种稍微复杂些，（2）高流速和重复的出入口损失导致通过设备的摩擦损失增加。在多程换热器中采用偶数的管程。而壳程可以是单程的可多程的。常用的设备是1-2型平行逆流换热器，其中壳程液体通过一个壳程而管程液体流过一个或多个管程。第30页共55页南华大学化学华工学院毕业设计1-2型换热器也有一个重要的缺