列管式换热器设计

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1、目录1、化工原理课程设计任务书……………………………………(2)–2、设计概述………………………………………………………(3)l        3、确定设计方案…………………………………………………(4)3.1工艺流程图………………………………………………………()3.2选择换热器的类型…………………………………………()3.3管程壳程安排………………………………………………()4、确定物性数据…………………………………………………()5、估算传热面积…………………………………………………()5.1热流量和冷却水用量…………

2、………………………………()5.2平均传热温差…………………………………………………()5.3总传热系数……………………………………………………()5.4传热面积………………………………………………………()6、选定标准管壳式换热器………………………………………()7、换热器核算……………………………………………………()7.1核算总传热系数………………………………………………()7.2核算压降………………………………………………………()8、计算结果表……………………………………………………()9、设备简图……………………

3、…………………………………()10、参考文献……………………………………………………()2、设计概述：换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。管壳式换热器是最典型的间壁式换热器,它以对温度、压力、介质的适应性，耐用性及经济性，在换热设备中始终占有约70％的主导地位。因此管壳式换热器的标准化工作为世界各工业发达国家所重视，也为ISO国际标准化组织的所重视。因此出现了TEMA、API660、JISB8249等一批管壳式换热器标准，ISO

4、目前也正在与API联手并会同有关国家编ISO管壳式换热器标准。[1]3、确定设计方案3.1工艺流程图3.2选择换热器的类型两流体温度变化情况：煤油进口温度140℃，出口温度33℃；循环水进口温度26℃，出口温度32℃。定性温度：对于一般低黏度流体，其定性温度可取进出口温度的平均值。煤油的定性温度为：循环水的定性温度为：两流体的温差为：由于两流体温差大于50℃，况且该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器.[2]3.3管程壳程安

5、排在化工生产中,流体走管程和壳程有很多的原则,比如说(1)不清洁易结垢的流体宜走管程,以便于清洗,(2)流量小的流体和粘度大的液体宜走管程,因管程易做成多程结构,可以得到较大的流速,提高传热系数(3)腐蚀性的液体应该走管程,以免管束和壳体同时受腐蚀.[3]换热器一般来说都是高温流体走管程，低温流体走壳程，这是从热量损失和有效利用的角度来考虑的，但是前提必须保证换热器的正常有效流畅的运行，否则就是不合理的；而本设计中循环水易结垢，为便于清洗，应采用冷却介质循环水走换热器的管程，煤油走壳程。四、确定物性数据由上可知壳程流体的定性

6、温度为：86.5℃；管程流体的定性温度为：29℃。[3p:m+K0m@根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。查《化学工程手册》——化工基础数据化学工业出版社煤油在86.5℃的有关物性数据如下：密度定压比热容导热系数黏度冷却水在29℃的有关物性数据如下：密度定压比热容导热系数黏度五、估算总传热面积1．热流量与冷却水用量2．平均传热温差逆流温差：假若壳程数为一，则查化工原理课本的图（a），由P与R值可查得对数平均温差校正系数：，同时壳程流量较大，故取单壳程列管式比较合适。3．总传热系数根据高温流体为有机液体，低温

7、流体为水，（《化工原理》355页）K值的范围是，初选4．传热面积考虑15%的面积裕度，六、工艺结构尺寸选用较高级冷拔传热管（碳钢10），取管内流速2．管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数按单程管计算，所需的传热管长度为：按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构，根据本设计实际情况，现取传热管长为l=6m，则该换热器的管程数为：；传热管总根数：4．传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧均用正方形排列。（见化工过程及设备课程设计书图3—13）管板上两管子中心的距离称为管间距，用t

8、表示，实践证明：最小管间距的经验值为:(对胀接法而言)。则且两管外径之间的距离不能小于6mm，即隔板中心到离其最近一排管中心距离S=t/2+6=32/2+6=22(mm).各程相邻的管心距为44mm。管束的分程方法，每程各有传热管116根，其前后箱中隔板设置和介质的流通顺序按化工过程及设备