课程设计——煤油冷却器

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1、化工原理课程设计题目煤油冷却器学院名称化学化工学院指导教师职称教授班级学号学生姓名2015年9月8日目录目录目录II前言III概述1第二章设计任务与条件4第三章工艺设计53.1生产条件的确定53.2换热器的设计计算53.2.1确定设计方案53.2.2确定物性数据53.2.3计算总传热系数63.2.4计算传热面积73.2.5工艺结构尺寸73.2.6换热器核算9第四章设计结果列表134.1换热器主要结构尺寸和计算结果134.2设计结果的讨论14结束语15参考文献16符号说明17附录18前言煤油一般是通过对石油进行分馏而制得，刚刚分馏得到的煤油温度会比较高，不利于保存和运输等，需

2、要进行冷却。在工业大生产过程中自然冷却远远达不到煤油冷却的时间要求，选用低温水进行冷却是比较好的冷却方式。设计性能优良的冷却器就十分的必要了，本文通过大量数据运算得到的理论冷却器比较接近现实生产要求，有待于进一步的实践证实和运用。关键词：煤油；水；换热器概述在化工、石油、能源、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。;}$m:s0  随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中

3、占据主导地位。7U6m)N+d7G列管式换热器有以下几种：4P#r&];a.dC9q4P*r'k"C7r1、浮头式"F"a/'b*W  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，完佺消除了温差应力。.W:s0-l4z%G9d  特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，消除温差应力，应用普遍。设计评述：1.在换热器选型的时候，考虑各种常用的换热器优缺点：⑴固定板式换热器：结构简单，在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑，使壳侧清洗困难。当管子与壳体壁温相差大于50°C时，应在壳体上设置温差补偿--膨胀节，依靠膨胀节的弹性变

4、形可以减少温差应力。但是当壳体与管子的温差大于60°C及壳程压力超过时，由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿作用，就应考虑其他结构。⑵U型管式换热器：其结构特点是只有一个管板。换热管为U形，管束可以自由伸缩，当壳体与U型换热管有温差时，不会产生温差应力。密封面少，运行可靠，造价较低，管间清洗较方便。但是由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率低；管束最内层管间距较大，壳程易短路；内层管子坏了不能更换，因而报废率较高。一般用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢而管程介质清洁以及高温高压、腐蚀性强的场合。17⑶浮头式换热器：当换热管与壳体有温差存在时，壳体与换热管膨胀，互不约

5、束，不会产生温差应力，管内与管间的清洗均方便。但是由于结构复杂、笨重，造价较高，适用于壳体与管束间温差较大，或壳程介质易结垢的场合。在综合各方面因素，该设计任务的管束与壳体的平均温度差，同时壳程压力为，都不是很大，因此选择造价较低的带膨胀圈的固定管板是换热器，在经济的情况下能达到生产任务需求。2.冷却过程中最好采用容积较大的贮槽或者直接采用小型水库，这样可以充分使循环水冷却。3.泵的选型，由于泵所提供的流量Q与扬程H均稍大于管路系统要求值，所以应减小标准阀的开度，藉此增大管路长度当量，从而使轴功率N增大。设计总评：对于该生产任务，这个设计还有诸多不足需要弥补。例如，循环水为

6、以结垢的流体，最好选择大管径的换热管，但是考虑到流速，选择了小管径的换热管；所设计的换热器不在固定管板式换热器的系列标准之内，制造比较麻烦；泵的吹入管等管路有点短，若是直接以水库中的水作为循环水，则设备距离不够。等等。此次设计是以理论作为指导，难免会有以上疏漏，希望在老师的指导下，能以实践作为基础，进一步完善有关化工知识。17第二章设计任务与条件原料：煤油，水处理量：25万吨／年原料温度：入口温度145oC，出口温度40oC冷却介质：循环水，入口温度30oC，出口温度40oC生产时间：300天∕年，每天24h连续运行允许压降不大于105Pa17第三章工艺设计3.1生产条件的

7、确定设计一列管式煤油换热器，完成年冷却17wt煤油的任务，具体要求如下：煤油进口温度145℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温度40℃；每年按300天计，24小时/天连续进行。3.2换热器的设计计算3.2.1确定设计方案（1）选择换热器类型两流体温度变化情况：热流体进口温度145℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。由于该换热器的管壁温度和壳体温度有较大温差，选用浮头式换热器。(2)流动空间及流速的确定实际生产中，冷却水一般为循环水，而循环水易结垢，为便于清洗，应采用冷却水走管程，煤