化工原理课程设计---用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计

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1、用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计： 一、设计任务及条件 （1）使煤油从 140冷却到 40，压力 1bar； （2）冷却剂为水，水压力为 3bar，处理量为 10t/h。 二、设计内容 （1）合理的参数选择和结构设计： 传热面积；管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳 体直径；结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热 流体的进出口管 （2）传热计算和压降计算：设计计算和校核计算。 三、设计成果 （1）设计说明书一份； （2）A4 设计图纸包括：换热器的设备尺寸图。 目录目录 第一章第一章 绪论绪论 1 1.1 概述. 1 1.2 换热器设计依据 . 1 1.3 换热器

2、选型 1 1.3.1 固定管板式换热器 . 2 1.3.2 浮头式换热器 2 1.3.3 U 型管式换热器 . 2 1.3.4 填料函式换热器. 3 第二章第二章 确定设计方案确定设计方案 . 4 2.1 换热器类型的选型 4 2.1.1 换热器内冷热流体通道的选择 4 2.1.2 换热管的选择 5 第三章第三章 确定物性参数确定物性参数 . 6 第四章第四章 估算传热面积估算传热面积 . 7 4.1 热流量 . 7 4.2 平均传热温差 . 7 4.3 冷却水用量 7 4.4 总传热系数 K 7 4.4.1 管程传热系数 . 7 4.5 传热面积 8 第五章第五章 工艺结构尺寸工艺结构尺寸

3、. 9 5.1 管径和管内流速 . 9 5.2 管程数和传热管数 9 5.3 平均传热温差校正及壳程数 9 5.4 传热管排列和分程方法 10 5.5 壳体内径 .10 5.6 折流板 10 5.7 接管 10 第六章第六章 换热器核算换热器核算 12 6.1 热量核算 .12 6.1.1 壳程对流传热系数 .12 6.1.2 管程对流给热系数 13 6.1.3 传热系数 K13 6.2 换热器内流体的流动阻力 14 6.2.1.管程流动阻力 .14 6.2.2.壳程流动阻力 .14 第七章第七章 结构设计结构设计 16 7.1 壳体直径、长度、厚度设计 .16 7.2 换热器封头尺寸设计 .

4、16 7.3 法兰及各连接材料的选择 17 7.3.1 选定法兰结构 17 7.3.2 选定垫片结构 18 7.4 流体进、出口接管直径的计算 .18 7.5 开孔补强 .19 7.6 支座选用 .20 第八章第八章 汇汇 总总.22 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 1.1 概述概述 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 同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中首先应该根据工艺要求 选择适合的类型，然后计算换热器所需传热面积，并确定换热管的结构尺寸。 1.2 1.2 换热器设计依据换热器设计依据 1） 浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数 JB/T47

5、14-05 2） 固定管板式换热器型式与基本参数 JB/T4715-05 3） 管式换热器用金属包垫片 JB/T4718-05 4） 管式换热器用缠绕垫片 JB/T4719-05 5） 管式换热器用非金属包垫片 JB/T4720-05 6） 化工设计手册 华东理工大学出版社 1.3 1.3 换热器选型换热器选型 在化工生产中，经常要求在各种不同的条件下进行热交换，因此对各种换热 器的要求必然是多种多样的。而每种类型的换热器都有其优缺点，选择时考虑的 因素很多，例如材料、压强、温度、温度差、压强降、流动状态、传热效果、结 垢腐蚀情况、检修和操作等。 2 1.3.1 固定管板式换热器 这类换热器操

6、作简单、便宜。最大的缺点是管外侧清洗困难，因而多用于壳 侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。当壳壁与壳壁温度相差较大 时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从 管板上松脱，甚至毁坏整个换热器，因此，一般管壁与壳壁温度相差 50以上 时，换热器应有温差补偿装置，图为具有温差补偿圈（或称膨胀节）的固定管板 式换热器。 1.3.2 浮头式换热器 用法兰把管束一侧的管板固定到壳体的一端，另一侧的管板不与外壳连接， 以便管子受热或冷却时可以自由伸缩。 这种形式的优点是当前两侧传热介质温差 较大时，不会因膨胀产生温差压力，且管束可以自由拉出，便于清洗。缺点是结 构复杂，造价高。 1.3.3 U 型管式换热器 此类换热器只有一个管板，管程至少为两程。由于管束可以取出，管外侧 清洗方便，另外，管子可以自由膨胀。缺点是 U 型管的更换及管内清洗困难。 3 考虑到换热器管壁与壳壁温差不超过 50 ，而且