化工原理课程设计-列管式换热器（热水冷却器）

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1、化工原理课程设计任务书课题名称列管式换热器（热水冷却器）课题性质　　工程设计类班级应用化学（一）班学生姓名XXXXXX学号　　117指导教师　XXXXXX　目录目录1任务书3一．设计题目3二．设计的目的3三．设计任务及操作条件3四．设计内容4符号说明4确定设计方案51.选择换热器类的52.流程的安排5确定物性数据5估算换热面积71.热流量7工艺结构尺寸81.管径和管内流速82.管程数和传热管数83.平均传热温差校正及壳程数84.传热管排列和分程方法95.壳体内径96.折流板107.其它附件108.接管10换热器核算111.热流

2、量核算11（1）壳程表面传热系数11(2)关内表面传热系数12（3）污垢热阻和管壁热阻12(4)传热系数Kc13(5)传热面积裕度132.壁温核算14换热器内流体的流动阻力15（1）管程流体阻力15（2）壳程阻力16换热器主要结构尺寸和计算结果表17参考文献18设计结果评价19总结21任务书一．设计题目热水冷却器的设计二．设计的目的通过对热水冷却器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合适的类型，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。三．设

3、计任务及操作条件1处理量4.1×104t/a热水2.设备型号列管换热器3.操作条件（1）热水：入口温度85℃，出口温度52℃（2）冷却介质：循环水，入口温度24℃，出口温度36℃（3）允许压降：不大于105Pa（4）每年按330天计算，每天24小时连续运行4.建厂地址江西地区四．设计内容（1）设计计算列管式换热器的热负荷，传热面积，换热管，壳体，管板，封头，隔板及接管等。（2）绘制列管式换热器的装配图。（3）编写课程设计说明书符号说明英文字母气化潜热，kJ/kg;B——折流板间距，m；R——热阻，m2·℃/W;因数；C——系数

4、，无量纲；Re——雷诺准数；d——管径，m；S——传热面积，m2；D——换热器外壳内径，m；t——冷流体温度，℃；f——摩擦系数；管心距，m；F——系数；T——热流体温度，℃；h——圆缺高度，m；u——流速，m/s；K——总传热系数，W/(m2·℃);W——质量流量，㎏/s；L—管长，m；希腊字母m——程数；α——对流传热系数，W/(m2·℃)n——指数，管数，程数；△——有限差值；N——管数，程数；λ——导热系数，W/(m2·℃)；NB——折流板数；μ——粘度，Pa·s；Nu——怒塞尔特准数；ρ——密度，㎏/m3；P——压力

5、，Pa；因数；φ——校正系数；Pr——普兰特准数；下标q——热通量，W/m2；c——冷流体；i——管内；Q——传热效率，W；h——热流体；o——管外；r——半径，m；s——污垢；m——平均；确定设计方案1.选择换热器类的两流体温度变化情况：热流体进口温度85℃，出口温度52℃；冷流体进口温度24℃，出口温度36℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑这一素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之较大，因此初步确定选用浮头式换热器。2.流程的安排从两物流的的操作压力看，应该使热水走管程，循环水走壳程。但由于循环

6、冷水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的传热能力下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，热水走壳程。确定物性数据定性温度：对于水等低粘度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程热水的定性温度为T=(T1+T2)/2=(85+52)/2=68.5(℃)管程流体的定性温度为t=(t1+t2)/2=(24+36)/2=30(℃)饱和水的物理性质温度（t）/℃密度（ρ）/㎏/m3比热容（cp×10-3）/J·㎏-1·k-1热导率（λ×102）/W﹒m-1·k-1黏度（μ×106）/Pa·s30995.74

7、.17461.8801.560983.14.17965.9469.970977.84.18766.8406.1壳程热水在68.5℃下的有关物性数据如下密度ρo=978.595㎏/m3定压比热容cpo=4.1858×103J·㎏-1·k-1热导率λo=66.665×10-2W﹒m-1·k-1黏度ηo=415.67×10-6Pa·s循环冷却水在30℃下时的物性数据：密度ρi=995.7㎏/m3定压比热容cpi=4.174×103J·㎏-1·k-1热导率λi=61.8×10-2W﹒m-1·k-1黏度ηi=801.5×10-6Pa·s

8、估算换热面积1.热流量依据公式ф=qmocpo△to计算可得：qmo=4.1×104t/a÷330÷24=5176.768㎏/hф=qmocpo△to=5176.768×4.1858×(85-52)=7.15×105（kJ/h）=198.6(kW)2.平均传热温差先按纯逆流计