化工原理课程设计,年处理26500吨列管式换热器设计

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1、化工原理课程设计课程设计题目：列管式换热器设计学院名称：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工10-姓名：学号：指导教师：1列管换热器设计任务书1.1设计题目：列管式换热器设计1.2操作条件及设计任务1.2.1处理能力26500吨/年；操作时间8000 小时/年1.2.2设备型式列管式换热器1.2.3操作条件柴油处理能力：（进料量）26500吨/年操作时间：       8000     小时/年进出口温度：原油；入口温度65℃，出口温度100℃；柴油：入口温度170℃，出口温度130℃。两侧压力降都不应超过0.3at厂址：宁波地区。1.3设计任

2、务：（1）选择适宜的列管式换热器：流程的选择、流速的选择、流体阻力的计算。（2）工艺计算：有效平均温度差、传热系数K、传热面积A。（3）管子及其管板的连接（4）管数、管程数和管子的排列；（5）壳体直径及壳体厚度的计算；（6）折流板、支撑板的机构；（7）温差应力及其补偿方法；（8）在A3图纸中绘制换热器结构图、管板结构图、折流结构图，设计说明书一份、A3图纸一张；　　成绩评定指导教师田小宁、杨春风2012年6月1日目录1列管换热器设计任务书21.1设计题目：列管式换热器设计21.2操作条件及设计任务21.2.1处理能力26500吨/年；操作时间8000

3、 小时/年21.2.2设备型式列管式换热器21.2.3操作条件21.3设计任务：22确定设计方案42.1列管换热器的型式42.2流程的选择42.3流速的选择42.4流体阻力的计算43.确定流体的定性温度、物性数据并选择列管换热器的型式43.1定性温度43.2物性参数54换热器的工艺计算54.1有效平均温度差54.2传热系数K54.2.1热流量54.3计算传热面积A64.4初选换热器规格65换热器的工艺结构尺寸65.1管子及其管板的连接65.2管数、管程数和管子的排列；65.3壳体直径及壳体厚度的计算；75.4折流板、支撑板的机构；75.4.1折流板7

4、5.4.2支承板的机构75.5温差应力及其补偿方法；75.4.1温差应力：仅由管壁与壳壁温差引起的应力。75.4.2温差应力补偿方法75.5表换热器的主要结构尺寸和计算结果：86换热器核算96.1.1核算总传热系数96.1.2对流传热系数96.1.3污垢热阻96.1.4计算总传热系数106.1.5核算总传热系数106.1.6传热面积106.2计算压力降106.2.1壳程阻力损失106.2.2管程流动阻力117绘制原油冷却柴油的列管式换热器设计的换热器装配简图。117.1工艺流程图117.2主体设备工艺图（详细参照CAD）118、设计评述129、参考文

5、献122确定设计方案2.1列管换热器的型式　　　此次设计的换热器是根据任务说明书中的条件得到到，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，且换热介质为易结垢物质故我选用了浮头式换热器。　　　浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。柴油温度高走管程减少热损失，原油粘度大，流体在有折流挡板的壳程由于流速和流向的不断改变，在较低的雷诺数下即可达到湍流，以提高对流传热系数。且原油易结垢，走壳程容易清垢。图1浮头式列管换热器1—管程隔板；2—壳程隔板；3—浮头2.2流程的选择冷流体为原

6、油，热流体为柴油。柴油的温度高，走管程可以减少热损失，原油的粘度比较大，当装有折流板时，走管程可在较低的雷诺数下即能达到湍流，有利于提高壳程一侧的对流传热系数。2.3流速的选择柴油走管程、原油走壳程，选用的碳钢管假设uc=1.0m/s2.4流体阻力的计算由Re=23038，传热管相对粗糙度，查图得摩擦系数3.确定流体的定性温度、物性数据并选择列管换热器的型式3.1定性温度定性温度：可取流体进出口温度的平均值。管程的定性温度为：T=（170+130）/2=150℃壳程的定性温度为：T=（65+100）/2=82.5℃3.2物性参数根据在定性温度，分别查

7、询壳程和管程流体的有关物性数据。物性参数温度/℃密度ρ/(kg/m³)粘度μ/Pa.s比热容热导率λ/[W/(㎡.℃)]柴油1507150.66×10-32.480.136原油82.58123×10-32.200.130原油及柴油在定性温下的的物性参数4换热器的工艺计算4.1有效平均温度差计算两流体有效平均温差暂按单壳程、多管程计算（忽略热损失）逆流时平均温度差为Δtm’=（Δt2-Δt1）/ln（Δt2/Δt1）=[（170-130）-（100-65）]/ln（40/35）=37.444℃而P=（t2-t1）/（T1-t1）=（100-65）/（1

8、70-65）=0.3333，R=（T1-T2）/（t2-t1）=（170-130）/（100-65）=1.1