水冷却异丙苯换热器的设计--化工原理课程设计换热器

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1、成绩课程设计报告题目水冷却异丙苯换热器的设计课程名称化工原理课程设计专业制药工程班级11制药二班课程设计任务书设计题目：水冷却异丙苯换热器的设计一、设计条件1、处理能力61万吨/年2、设备型式列管式换热器3、操作条件a．异丙苯：入口温度120℃，出口温度为51℃b．冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度40℃c．允许压强降：不大于1×105Pad．每年按330天计，每天24小时连续运行4、设计项目a．设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。b．换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。c．换热器的主要结构尺寸设计。

2、d．主要辅助设备选型。e．绘制换热器总装配图。二、设计说明书的内容1、目录；2、设计题目及原始数据(任务书)；3、论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择；4、换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等)；5、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)；6、主体设备设计计算及说明；目录一.绪论41.概论42.换热器选型4（1）.固定管板式换热器4（2）.浮头式换热器5（3）.U型管式换热器5（4）.填料函式换热器6二.确定设计方案7三.确定物性参数71.定性温度及物理特性7四.估算传热面积81

3、.热流量82.冷却水流量83.计算平均传热温差94.估算总传热系数K10五.工艺结构尺寸101.管径和管内流速102.单程传热管数及总管数113.管的排列及分程114.壳体内径125.折流挡板12六.核算总对流传热系数121.核算管程对流传热数122.核算壳程对流传热数133.污垢热阻144.总传热系数155.传热面积156.换热器内流体的流动阻力15(1).管程压降15(2).壳程压降16七.附件171.接管172.拉杆17八.数据汇总181.换热器主要结构尺寸和计算结果18九.附图211.chemCAD运行图212.AudoCA

4、D排管图233.换热器规格图24十.参考文献24十一.总结致谢25化工原理课程设计沈xx06211xxx一.绪论1.概论换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中首先应该根据工艺要求选择适合的类型，然后计算换热器所需传热面积，并确定换热管的结构尺寸。2.换热器选型在化工生产中，经常要求在各种不同的条件下进行热交换，因此对各种换热器的要求必然是多种多样的。而每种类型的换热器都

5、有其优缺点，选择时考虑的因素很多，例如材料、压强、温度、温度差、压强降、流动状态、传热效果、结垢腐蚀情况、检修和操作等。（1）.固定管板式换热器管壳式换热器主要是由壳体、管束、管板、管箱及折流板等组成，管束和管板是刚性连接在一起的。所谓“固定管板”是指管板和壳体之间也是刚性连接在一起，相互之间无相对移动，具体结构如图所示。这种换热器结构简单、制造方便、造价较低；在相同直径的壳体内可排列较多的换热管，而且每根换热管都可单独进行更换和管内清洗；但管外壁清洗较困难。当两种流体的温差较大时，会在壳壁和管壁中产生温差应力，一般当温差大于50℃

6、时就应考虑在壳体上设置膨胀节以减小或消除温差应力。   固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，管程常要清洗，冷热流体温差不太大的场合。24化工原理课程设计沈xx06211xxx（2）.浮头式换热器浮头式换热器的一端管板是固定的，与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连，其结构如图所示。活动管板一侧总称为浮头，浮头的具体结构如图5-3所示。浮头式换热器的管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，浮头处若密封不严会造成两种流体混合且不易察觉。浮头式换热器适用于

7、冷热流体温差较大，介质易结垢常需要清洗的场合。在化工生产中使用的各类管壳式换热器中浮头式最多。（3）.U型管式换热器U形管式换热器不同于固定管板式和浮头式，只有一块管板，换热管作成U字形、两端都固定在同一块管板上；管板和壳体之间通过螺栓固定在一起，其结构如图所示24化工原理课程设计沈xx06211xxx。这种换热器结构简单、造价低，管束可在壳体内自由伸缩，无温差应力，也可将管束抽出清洗且还节省了一块管板；但U形管管内清洗困难且管子更换也不方便，由于U形弯管半径不能太小，故与其他管壳式换热器相比布管较少，结构不够紧凑。U形管式换热器适

8、用于冷热流体温差较大、管内走清洁不结垢的高温、高压、腐蚀性较大的流体的场合。（4）.填料函式换热器填料函式换热器与浮头式很相似，只是浮动管板一端与壳体之间采用填料函密封，如图所示。这种换热器管束也可自由伸缩、无温差应力，具有浮头式的优