化工原理课程设计--水冷却异丙苯换热器的设计

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1、 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题 目 水冷却异丙苯换热器的设计 课 程 名 称 化工原理课程设计 专 业 制药工程 班 级 11 制药二班 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 指 导 教 师 设计起止时间：2013 年 9 月 2 日至 2013 年 9 月 13 日 成绩 课程设计任务书 设计题目： 水冷却异丙苯换热器的设计水冷却异丙苯换热器的设计 一、一、 设计条件设计条件 1、 处理能力 61 万吨/年 2、 设备型式 列管式换热器 3、 操作条件 a 异丙苯：入口温度 120，出口温度为 51 b 冷却介质：自来水，入口温度 20，出口温度 40 c 允许压强降：不大于 1

2、105Pa d 每年按 330 天计，每天 24 小时连续运行 4、 设计项目 a 设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。 b 换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。 c 换热器的主要结构尺寸设计。 d 主要辅助设备选型。 e 绘制换热器总装配图。 二、设计说明书的内容二、设计说明书的内容 1、 目录； 2、 设计题目及原始数据(任务书)； 3、 论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择； 4、 换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直 径等)； 5、 设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)； 6、 主体设备设计计算及说明； 目录

3、一一. .绪论绪论 4 1.概论 4 2.换热器选型 4 （1）.固定管板式换热器 . 4 （2）.浮头式换热器 5 （3）.U 型管式换热器 . 5 （4）.填料函式换热器. 6 二二. .确定设计方案确定设计方案 . 7 三三. .确定物性参数确定物性参数 . 7 1.定性温度及物理特性 7 四四. .估算传热面估算传热面积积 . 8 1.热流量. 8 2.冷却水流量 8 3.计算平均传热温差 . 9 4.估算总传热系数 K .10 五五. .工工艺结构尺寸艺结构尺寸 10 1.管径和管内流速10 2.单程传热管数及总管数 . 11 3.管的排列及分程 11 4.壳体内径 12 5.折流挡

4、板 12 六六. .核算总对流传热系数核算总对流传热系数 12 1.核算管程对流传热数.12 2.核算壳程对流传热数.13 3.污垢热阻 14 4.总传热系数.15 5.传热面积 15 6.换热器内流体的流动阻力15 (1).管程压降15 (2).壳程压降16 七七. .附件附件.17 1.接管 .17 2.拉杆 .17 八八. .数据汇总数据汇总.18 1.换热器主要结构尺寸和计算结果 .18 九九. .附图附图.20 1.chem CAD 运行图 20 2.Audo CAD 排管图 22 3.换热器规格图 .23 十十. .参考文献参考文献.23 十一十一. .总结致谢总结致谢.24 4

5、一一.绪论绪论 1.概论概论 换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要 地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多 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。 2.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。 （1

6、）.固定管板式换热器固定管板式换热器 管壳式换热器主要是由壳体、管束、管板、管箱及折流板等组成，管束和管板是刚 性连接在一起的。所谓“固定管板”是指管板和壳体之间也是刚性连接在一起，相互 之间无相对移动，具体结构如图所示。这种换热器结构简单、制造方便、造价较低； 在相同直径的壳体内可排列较多的换热管，而且每根换热管都可单独进行更换和管内 清洗；但管外壁清洗较困难。当两种流体的温差较大时，会在壳壁和管壁中产生温差 应力，一般当温差大于 50时就应考虑在壳体上设置膨胀节以减小或消除温差应力。 固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，管程常要清洗，冷热流体 温差不太大的场合。 5 （2）. 浮头式换热器浮头式换热器 浮头式换热器的一端管板是固定的，与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳 体之间并不相连，其结构如图所示。活动管板一侧总称为浮头，浮头的具体结构如图 5-3 所示。