化工原理课程设计——列管式换热器设计

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1、 课 程 设 计 列 管 式 换 热 器 的 设 计 高分子材料与工程 09-1 班 2012 年 6 月 29 日 设计题目 学 号 专业班级 学生姓名 指导教师 1 课程设计任务 设计设计 题目题目 列管式换热器的设计列管式换热器的设计 成绩成绩 课课 程程 设设 计计 主主 要要 内内 容容 根据乙醇预热工艺要求与物料特性,我们设计了浮头式换热器。通 过设计初步选型，经济优化，结构强度设计等一系列过程，最后选 择换热器的规格为 ：壳径 426mm，公称面积 20.9m 2 ，管程数为 2， 总管数 120，管长 3，管子排列方法为正三角形，传热面积裕度为 13.7%。 经过强度设计确定折

2、流挡板数 14 个， 折流板间距为 200mm。 主要尺寸为筒体壁厚 6mm，封头厚 6mm。 指指 导导 教教 师师 评评 语语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签签名：名： 202012 12 年年 月月 日日 2 设计题目：列管式换热器设计 设计时间：2012.6.18 -2012.6.29 指导老师：何兵 设计任务：年处理 4 1050 吨 40%乙醇水溶液的精馏塔预热器 1设备型式 卧式列管式换热器。 2操作条件 （1）

3、原料温度 20，进料热状况参数 q=1.0; （2）加热蒸汽采用绝压 0.6MPa 的饱和蒸汽; （3）允许压强降：不大于 5 10Pa; （4）每年按 330 天计算，每天 24 小时连续运行; （5）设备最大承受压力：P=2.5Mpa; 设计报告： 1设计说明书一份 2主体设备总装图（1#图纸）一张，带控制点工艺流程图（3#图纸） 3 目录 1 前言 4 1.1 乙醇简介 4 1.2 换热器概述 .4 1.2.1 换热器的应用.4 1.2.2 换热器的主要分类5 1.2.3 管壳式换热器特殊结构.8 1.2.4 换热管简介 9 2.工艺流程设计的基本原则 . 9 3. 设计方案及设计计算

4、. 10 3.1 初选型号 10 3.1.1 确定流体通入空间 10 3.1.2 确定流体的定性温度，物性数据，并选择列管式换热器的形式 10 3.1.3 计算热负荷Q . 13 3.1.4 计算平均温差 . 13 3.1.5 初选换热器规格 14 3.2 核算总传热系数 估 K . 15 3.2.1 计算管程对流传热系数 i 15 4 3.2.2 计算壳程对流传热系数 0 16 3.2.3 确定污垢热阻. 16 3.3 计算压强降 . 18 4换热器的结构设计 19 4.1 管板材料及结构 19 4.2 传热管排列和分程方法 . 19 4.3 壳体内径 20 4.4 折流挡板 21 4.5

5、换热管与管板的连接 . 22 4.6 壳体和管箱材料的选择 . 23 4.7 导流筒和防冲板 23 4.8 接管最小位置计算 24 4.9 拉杆与定距管 . 24 4.10 排液口和排气口 . 25 4.11 支座 . 25 4.12 法兰设计 26 4.12.1 筒体法兰. 26 4.12.2 接管法兰. 26 5 4.13 泵的选择 27 5 校验 27 5.1 接管壁厚校验 . 27 5.2 封头设计及校核 29 5.3 壳程筒体校核 . 30 5.4 管板、管子强度校核： . 31 5.5 温差应力补偿 . 32 5.6 拉拖力校验 . 33 6 换热器主要结构尺寸和计算结果列表： 3

6、4 7 课程设计个人心得 36 8 主要符号说明 . 37 附录一 38 附录二 39 参考文献 41 2 摘要：换热器是广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行 业的一种通用设备。根据乙醇预热工艺要求与物料特性,设计了浮头式换热器。设计 包括初步选型， 经济优化， 结构强度设计。 最后选择换热器的规格为 ： 壳径 426mm， 公称面积 20.9m 2 ，管程数为 2，总管数 120，管长 3，管子排列方法为正三角形，传 热面积裕度为 13.7%。经过强度设计确定折流挡板数 14 个，折流板间距为 200mm。 主要尺寸为筒体壁厚 6mm，封头厚 6mm。 关键词： 列管式换热器 ，管板，法兰 3 Abstract： Heat exchanger is widely used for chemical, petrochemical, power, pharmaceutical, metallurgy, refrigeration, light industries a