化工原理课程设计----列管换热器设计

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1、化工原理课程设计设计题目：列管式换热器的设计学院班级姓名学号指导教师：日期：-28-化工原理课程设计列管式换热器设计任务书设计者姓名班级：学号：指导老师：日期：设计内容设计一台列管式换热器一、设计任务及操作条件(1)处理能力1×105t/a热水　(2)设备型式列管式换热器(3)操作条件①热水:入口温度80℃,出口温度50℃.②冷却介质:循环水,入口温度20℃,出口温度40℃.③允许压降:不大于105Pa.④每年按300天计算,每天24小时连续运行.(4)建厂地址温州地区.二、设计要求及内容(1)根据换热任务和有关要求确认设计方案;(2)初步确认换热器

2、的结构和尺寸;(3)核算换热器的传热面积和流体阻力;(4)确认换热器的工艺结构.-28-化工原理课程设计目录1.概述42.设计标准63.方案设计和拟订64.设计计算94.1确定设计方案94.1.1选择换热器的类型94.1.2流动空间及流速的测定94.2确定物性数据94.3计算总传热系数104.3.1热流量104.3.2平均传热温差114.3.3冷却水用量114.3.4总传热系数K114.4计算传热面积124.5工艺结构尺寸124.5.1管径和管内流速124.5.2管程数和传热管数124.5.3平均传热温差校正及壳程数134.5.4传热管排列和分程方法

3、134.5.5壳体内径134.5.6折流板144.5.7接管144.6换热器核算154.6.1热量核算154.6.1.1壳程对流传热系数154.6.1.2管程对流传热系数154.6.1.3传热系数K164.6.1.4传热面积S164.6.2换热器内流体的流动阻力174.6.2.1管程流动阻力174.6.2.2壳程阻力174.6.2.3换热器主要结构尺寸和计算结果195.设计小结206.参考文献217.附图表228.符号说明27-28-化工原理课程设计列管式换热器设计书1.概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。在换热器中至少要

4、有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。在化工、石油、动力、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。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占据主导地位。列管式换热器有以下几种：1、固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。当壳

5、体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。-28-化工原理课程设计2、U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。3、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。特点：结构复杂、造

6、价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。-28-化工原理课程设计2.设计标准（1）JB1145-73《列管式固定管板热交换器》（2）JB1146-73《立式热虹吸式重沸器》（3）中华人民共和国国家标准.GB151-89《钢制管壳式换热器》.国家技术监督局发布，1989（4）《钢制石油化工压力容器设计规定》（5）JBT4715-1992《固定管板式换热器型式与基本参数》（6）HGT20701.8-2000《容器、换热器专业设备简图设计规定》（7）HG20519-92《全套化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（8）中华人民共和国国家标准JB4

7、732-95《钢制压力容器—分析设计标准》（9）中华人民共和国国家标准JB4710-92《钢制塔式容器》（10）中华人民共和国国家标准GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》3.方案设计和拟订-28-化工原理课程设计根据任务书给定的冷热流体的温度，来选择设计列管式换热器中的固定管板式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。在这里，冷水走管程，热水走壳程。从手册中查得冷热流体的物性数据，如密度，比热容，导热系数，黏度。计算出总传热系数，再计算出传热面积。根据管径管内流速，确定传热管数，标准传热管长为6m，算出

8、传热管程，传热管总根数等等。再来就校正传热温差以及壳程数。确定传热管排列方式和分程方法。根据设计步骤，计算出