1、 化工原理课程设计化工原理课程设计 说明书说明书 设计题目：列管式换热器设计题目：列管式换热器 学学 院：机电工程学院院：机电工程学院 目录目录 一、化工原理课程设计任务书2 2 二、确定设计方案.3 3 1.选择换热器的类型 2.管程安排 三、三、确定物性数据.4 4 四、估算传热面积.5 5 1.热流量 2.平均传热温差 3.传热面积 4.冷却水用量 五、工艺结构尺寸6 6 1.管径和管内流速 2.管程数和传热管数 3.传热温差校平均正及壳程数 4.传热管排列和分程方法 5.壳体内径 6.折流挡板 7.其他附件 8.接管 六、换热器核算.8 8 1.热流量核算 2.壁温计算 3.换热器内流
2、体的流动阻力 七、强度设计计算.1515 1.筒体壁厚计算 2.外头盖短节、封头厚度计算 3.管箱短节、封头厚度计算 4.管箱短节开孔补强校核 5.壳体接管开孔补强校核 6.固定管板计算 7.浮头管板及钩圈 8.无折边球封头计算 9.浮头法兰计算 八、设计评述.2323 九、主要符号说明2424 十、参考文献2525 2 一、化工原理课一、化工原理课程设计任务书程设计任务书 某生产过程的流程如图 3-20 所示。 反应器的混合气体经与进料物流换热后， 用循环冷却水将其从 110进一步冷却至 60之后， 进入吸收塔吸收其中的可溶 性组分。已知混合气体的流量为 214600kgh，压力为 6.9M
3、 Pa，循环冷却水的 压力为 0.4M Pa，循环水的入口温度为 29，出口的温度为 39，试设计一列 管式换热器，完成生产任务。 已知： 混合气体在 85下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值） 密度 3 090 kgm 定压比热容 0 3.297 p ckj kg 热导率00.0279 w m 粘度 5 01.510Pa s 循环水在 34下的物性数据： 密度 3 1 994.3 kgm 定压比热容 1 4.174 p ckj kgK 热导率 1 0.624 w mK 粘度 3 1 0.74210P a s 3 二、确定设计方案二、确定设计方案 1 选择换热器的类型 两流体温的变化情况：
4、热流体进口温度 110 出口温度 60；冷流 体进口温度 29，出口温度为 39，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度 和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。 2 管程安排 从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。 但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度， 使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气 体走壳程。 三、确定物性数据三、确定物性数据 定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进 出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为 T= 2
5、60110 =85 管程流体的定性温度为 t=34 2 2939 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合 气体来说，最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件，则应分别查 取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气 体的物性数据。 4 混和气体在 85下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值） ： 密度 3 0/90mkg 定压比热容 0pc=3.297kj/kg 热导率 0=0.0279w/m 粘度 0 =1.510-5Pas 循环水在 34 下的物性数据： 密度 1 =994.3 /m3 定压比热容 1p c=4.174kj/kgK 热导率 1 =0.624w/mK 粘度 1 =0.74210-3Pas 四、估算传热面积四、估算传热面积 1.热流量 依据式子（3-1）有 Q1= 10.tcqpcm =2146003.297(110-60)=3.53107kj/h =9826.89kw 2.平均传热温差 先按照纯逆流计算，依式（3-6）得 5 K t t tt tm 3.48 2960 39110 l )2960()39110( l n 2 1 n 21 3.传热面积 由于壳程气体的压力较高，故可选取较大的 K 值。假设 K=313W/( k)则估 算的传热面积为 2 1 650 3.48313 9826890 m tK Q Ap m
