化工原理课程设计说明书-煤油冷却器的设计

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1、 煤油冷却器的设计煤油冷却器的设计 一、一、 摘要摘要 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传 递，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在换热器 中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸 收热量。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们是上述这些行 业的通用设备，占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的 要求不断提高，对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究 十分活跃， 一些新型高效换热器相继问世。 根

2、据不同的目的， 换热器可以是热交换器、 加热器、 冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。在 生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。 衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、 节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动力。 二、二、 关键字关键字 煤油 换热器 列管式换热器 膨胀节 固定管板式 封头 管板 目录目录 一、概述 1 二、 工艺流程草图及设计标准. 1 2.1 工艺流程草图. 1 2.2 设计标准. 2 三、换热器设计计算 2 3.1 确定设计方案. 2

3、3.1.1 选择换热器的类型 . 2 3.1.2 流体流径流速的选择 . 2 3.2 确定物性参数. 3 3.3、估算传热面积 . 3 3.3.1 热流量 . 3 3.3.2 平均传热温差 . 3 3.3.3 传热面积 . 3 3.3.4 冷却水用量 . 4 3.4、工艺结构尺寸 . 4 3.4.1 管径和管内流速 . 4 3.4.2 管程数和传热管数 . 4 3.4.3 平均传热温差校正及壳程数 . 4 3.4.4 传热管排列和分程方法 . 5 3.4.5 壳体内径 . 5 3.4.6 折流板 . 5 3.4.7 接管 . 5 3.5 换热器核算. 6 3.5.1 热流量核算 . 6 3.5

4、.2 换热器内流体的流动阻力 . 8 四、设计结果设计一览表 9 五、设计自我评价. 10 六、参考文献. 11 七、主要符号说明. 11 1 一、概一、概述述 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。在换热器中至少要有 两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设 备,并占有十分重要的地位。 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 热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有 着

5、悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。 列管式换热器有以下几种： 1、固定管板式 固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适 当位置上焊上一个补偿圈， （或膨胀节） 。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性 变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。 特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。 2、U 形管式 U 形管式换热器每根管子均弯成 U 形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用 隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。 特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流

6、体必须是洁净和 不易结垢的物料。 3、浮头式 换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿 轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。 特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，消除温差应力，应用普遍。 二、二、 工艺流程草图及设计标准工艺流程草图及设计标准 2.1 工艺流程草图工艺流程草图 由于循环冷却水易结垢，为便于水垢的清洗，选择循环水做管程流体，煤油做壳程流体。 管程与壳程流体的进出方向为上图所示，并选择逆流传热。图中水由泵 1 经过管程沿所示方向 a d b c 泵泵 2 2 泵泵 1 1 2 流动，煤油由泵 1 经过壳程沿所示方向流动。 冷却循环水与煤油在设计的换热器中进行热交换，煤油由初温 140降温至，40冷却循 环水由初温升 30温至 40。 2.2 设计标准设计标准 （1）JB1145-73列管式固定管板热交换器 （2）JB1146-73立式热虹吸式重沸器 （3）中华人民共和国国家标准.GB151-89钢制管壳式换热器.国家技术监督局发布， 1989 （4）