化工原理课程设计-海水换热器（冷凝器）的设计

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1、课程设计说明书海水换热器（冷凝器）的设计院（系）轻工与食品学院专业食品质量与安全班级2012级指导老师学生姓名2015年7月16日课程设计评语：课程设计总评成绩：课程设计答辩老师签字：年月日第一章化工原理课程设计任务书4一、题目：海水换热器（冷凝器）的设计5二、任务及步骤：5（一）工艺设计5（二）结构设计5（三）机械设计6三、作业份量：6第二章确定设计方案72.1冷却器的型式的选择72.2流程的选择72.3流速的初步选择82.4流体进出口温度的初步确定82.5流体物理性质82.6安装方式9第三章估算传热面积

2、及基本尺寸的确定93.1总传热量（忽略热损失）93.2冷却海水的流量（忽略热损失）93.3平均传热温差93.4初算传热面积103.5换热管选取103.6管程数和传热管数103.7壳程数的选取103.8传热管的排布和分程11第四章换热器核算114.1管程传热膜系数114.2壳程传热膜系数124.3总传热系数K124.4传热面积校核134.5壁温核算134.6管程阻力核算134.7壳程阻力134.8工艺设计结论14第五章主要构件的设计计算及选型145.1壳体145.2管板155.3支撑板165.4拉杆及定距管1

3、75.5分程隔板185.6封头及管箱185.7接管及其法兰195.8支座21第六章离心泵的选择24第七章设计计算结果汇总表24第八章设计总结26致谢：26参考资料：27第一章化工原理课程设计任务书一、题目：海水换热器（冷凝器）的设计某液化石油气运输船需设计一冷凝器，将丙烷气（石油气组分之一）在一定温度和压力下冷凝成为液体。冷却剂用海水。设计的基础数据如下：1丙烷气：处理量：0.325kg/s；温度：35℃（对应的饱和气体压力：1.203MPa）2海水（冷却剂）：海水初温：25℃；海水终温：30℃。二、任务及

4、步骤：（一）工艺设计1、了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能。对确定的换热器型式（管壳式？或板式？）进行简要论述。（如果有时间和兴趣，可对液化石油气运输船的再液化装置流程进行论述，以理解本设计的实际意义。）2、由热平衡计算传热量的大小，并确定第二种换热流体（海水）的用量。3、决定流体通入的空间。4、计算流体的定性温度，以确定流体的物性数据。5、初算有效平均温差。一般先按逆流计算，然后再校核。6、选取管径和管内流速。7、计算总传热系数K值，包括管程对流传热系数和壳程对流传热系数的计算。由于壳程对流传热系数与壳

5、径、管束等结构有关，因此一般先假设一个壳程对流传热系数，以计算K值，然后再作校核。8、初估传热面积。考虑安全系数和初估性质，因而常取实际传热面积是计算值的1.15~1.25倍。9、选择管长L。10、计算管数N。11、校核管内流速，确定管程数。12、画出排管图，确定管距，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等。13、校核壳程对流传热系数。14、校核有效平均温差。15、校核传热面积，应有一定安全系数，否则需重新设计。16、计算流体流动阻力。如阻力超过允许范围，需调整设计，直至满意为止。17、其他。如流体进出口管管径的

6、计算等。（二）结构设计包括：换热管在管板上的固定方法；分程隔板与管板的连接；管板与壳体的连接；折流板与支承板等的连接；换热器安装方式等。（三）机械设计包括：确定壳体壁厚、管板尺寸；选择换热器封头、法兰、接管（流体进出口管）法兰、支座、接管设计。管子拉脱力核算等。三、作业份量：1、设计说明书一份，内容包括：（1）目录；（2）设计任务书；（3）工艺流程图；（4）流程方案的说明与论证；（5）设计结果概要（包括主要设备的特性参数、设计时规定的主要操作参数、各种物料的量和状态等等）；（6）设计计算与论述；（7）对设计

7、的评述及对有关问题的分析讨论；（8）列出参考文献（编号、作者、文献名称、出版单位、和出版年份）2、换热器装配图（1号图纸）。按照有关绘制化工设备图的要求进行绘制（其中局部剖面放大图如：封头、管板、外壳具体连接的局部放大图；管子与管板连接的局部放大图；管子排列图等）。确定设计方案2.1冷却器的型式的选择本设计中海水换热器（冷凝器）选用带有支撑板的列管式换热器，因为列管式换热器具有单位体积传热面积大，结构紧凑、坚固，传热效果好，而且能用多种材料制造，适用性较强，操作弹性大，且适用于高温、高压的大型装置中。本设计

8、温差较小，壳程压力低，因此选用固定管板式列管换热器。2.2流程的选择本冷却器的管程走冷却用海水，壳程待冷凝的丙烷气体。丙烷气体与海水逆向流动换热。其原因如下：首先，海水易结垢，为便于清洁，宜走管程；其次，饱和蒸汽宜走壳程，以便及时排除冷凝液，且蒸汽较洁净，以免污染壳程。再次，被冷却的流体宜走壳程，以便于散热，增强冷却效果。2.3流速的初步选择海水的流速：1.4m/s丙烷气体流速为：10m/s2.4流体进出口温度的