水蒸汽加热苯-甲苯混合液卧式列管换热器的设计[1]

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1、学号0120920400335课程设计题目水蒸汽加热苯-甲苯混合液卧式列管换热器的设计学院化学工程学院专业班级制药0903姓名指导老师2011年8月17课程设计任务书学生姓名：刘丽娜专业班级：制药0903班指导教师：工作单位：化学工程学院题目:水蒸汽加热苯-甲苯混合液卧式列管换热器的设计初始条件：设计一台卧式列管换热器，将质量流量为80吨/小时的苯-甲苯（X1=0.4）混合液从20℃加热到94℃，加热介质采用300kPa绝压的饱和水蒸汽，冷凝液在饱和温度下排出，要求换热器的管程压降小于70kPa。要求完

2、成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、合理的参数选择和结构设计；2、工艺计算，包括传热计算和压降计算等；3、主要设备工艺尺寸设计。时间安排：设计内容所用时间1、根据换热任务和有关要求确定设计方案；1天2、初步确定换热器的结构和尺寸；1天3、核算换热器的传热面积和流体阻力；1天4、确定换热器的工艺结构；1天5、写出设计说明书。1天指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日17目录设计任务书…………………………………………………………………2绪论………………

3、…………………………………………………………4符号说明……………………………………………………………………7工艺计算……………………………………………………………………8确定物性数据…………………………………………………………………………8确定计划方案…………………………………………………………………………9计算总传热面积………………………………………………………………………9工艺结构尺寸…………………………………………………………………………10换热器核算……………………………………………………………

4、………………10设计数据结果一览表………………………………………………………15结束语………………………………………………………………………16参考文献……………………………………………………………………1717绪论一、列管式换热器的结构和特点管壳式换热器(shellandtubeheatexchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。根据冷热流体

5、换热方式的不同可将换热器分为混合式换热器、蓄热式换热器和间壁式换热器。其中以间壁式换热器应用最为广泛，型式也最为多样。按换热器传热面形状和结构的特点，间壁式换热器又可分为管式换热器、板式换热器和特殊式换热器三类。列管式换热器是化工生产中常用的一种换热设备,结构简单,适应性强;单位体积所具有的传热面积大并传热效果好;而且种类多,型号全。列管换热器主要特点：1、耐腐蚀性：聚丙烯具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸，碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎直到100℃都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下

6、均不溶解，一般烷、径、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。2、耐温性：聚丙烯塑料熔点为164-174℃，因此一般使用温度可达110-125℃。3、无毒性：不结垢，不污染介质，也可用于食品工业。4、重量轻：对设备安装维修极为方便。二、管壳式换热器的选用和设计计算步骤1、浮头式换热器结构换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”17，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体

7、约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。浮头式换热器，管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。浮头式换热器2、试算初步选设备规格①确定流体在换热器中的流动途径。附表一附表一列管式换热器易燃、易爆液体和气体允许的安全流速液体名称乙醚、二氧化碳、苯甲醇、乙醇、汽油丙酮氢气安全流速，m/s<1<2~3<10≦8②根据传热任务计算热负荷Q。③

8、确定流体在换热器两端的温度，选择管壳式换热器的类型；计算定性温度，并确定在定性温度下的物体物性。④计算平均温度差，并根据温度校正系数不小于0.8的原则，决定壳程数。17⑤依据总传热系数的经验值范围，选定总传热系数K。⑥由初步算出S，并确定换热器基本尺寸。换热管规格和排列选择换热管直径越小，换热器单位容积的传热面积越大。因此对于洁净的流体可完管径可取得小些。但对于不洁净或易结垢的流体，管径应取的大些，以免堵塞。为了制造和维修的方便，我国目前试