1、1 化工原理课程设计说明书 题目名称：列管式换热器 系 部：化学与环境工程系 专业班级：应用化工技术 12-班（民） 2 1 摘要 本次课程设计是列管式换热器的设计。列管式换热器的设计和分析包括热力设 计、流动设计、结构设计以及强度设计，其中以热力设计最为重要。列管式的换 热器的设计内容主要包括根据换热任务和有关要求确定设计方案， 试算和初选换 热器的规格（包括计算热负荷和冷却油流量，计算两流体的平均温度差，初选换 热器规格） ；核算管程、壳程压强降；核算总传热系数。本组选择的换热器为 2165.168800 B F型换热器，计算结果为:K 的估计值为 145， o K的计算值 是 169，1
2、7.1 145 169 K K o ，在 1.15-1.25 范围内，所选换热器合适。 关键词：列管式换热器；设计；计算；结论 3 1 目 录 1 前言 1 1.1 固定管板式换热器 5 1.2 浮头式换热器 5 1.3 U 型管式换热器. 2 2 列管式换热器的工艺设计 2 2.1 试算和初选换热器的规格. 6 2.1.1 计算热负荷和冷却油的流量 . 6 2.1.2 计算两流体的平均温度差 . 6 2.1.3 初选换热器规格 . 7 2.2 核算压强降. 8 2.2.1 管程压强降 . 8 2.3 核算总传热系数 10 2.3.1 管程对流传热系数 i. 10 2.3.2 壳程对流传热系数
3、 o. 11 2.3.3 污垢热阻 12 2.3.4 总传热系数 KO 12 2.4 设计结果汇总表 13 3.参考文献. 14 4.设计自评. 14 4 1 1 前言 换热设备是一种实现物料之间热量传递的节能设备， 是在化工、 石油、 轻工、 食品、动力、制药、冶金等许多工业部门中广泛应用的一种工艺设备。在炼油、 化工装置中，换热器占设备数量的 40%左右，占总投资的 30%-45%。随着环境保 护要求的提高，近年来，加氢装置的要求越来越多，如加氢裂化，煤油加氢，汽 油、柴油加氢和润滑油加氢等，所需的高温、高压的换热设备的数量随之加大， 在这些场合，换热设备通常占总投资的 50%以上。换热设
4、备也是回收余热、废热， 特别是地位热能的有效装置。 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。 它主要由壳 体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质可分别采用普通碳钢、紫 铜或不锈刚制作。 在进行换热时， 一种流体由封头的连接管处进入， 在管内流动， 从封头另一端的出口管流出，这称为管程；另一种流体由壳体的接管进入，从壳 体上的另一接管处流出，这称为壳程。 列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以 下几种。 5 1 1.1 固定管板式换热器 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此类 换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两边，并在其上连接有顶盖，顶盖 和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时， 管子和管板于外壳的连接都是刚性的，而管内、管外是两种不同温度的流体。因 此， 当管壁与壳壁温差较大时， 由于两者的热膨胀不同， 产生了很大的温差应力， 以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力， 必须有温差补偿装置。 一般在管壁与壳壁温度相差
