化工原理课程设计--列管式换热器的工艺设计和选用

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1、 1 化工原理课程设计报告化工原理课程设计报告 设计题目设计题目 列管式换热器的工艺设计和选用 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导老师指导老师 专业班级专业班级 教师评语教师评语 设计时间：2013 年 12 月 9 日至 2013 年 12 月 20 日 成成 绩绩 2 设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用 一、一、设计条件设计条件 某生产过程要求用冷却循环水将有机液体产品从 140冷却至 40，冷却循环水的进口温度为 30，出 口温度为 45。有机液体产品的流量为 3.510 4kg/h， 设计要求管程压降均不大于 60kPa。试设计一台列管式 换热

2、器，完成该生产任务。 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、换热器型号、壳体直径等） ； 5、设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等） ； 6、参考文献 7、图纸（1 张，A3、纸打印） 3 目录目录 （一）确定设计方案（一）确定设计方案,4,4 1.1 选择换热器类型4 1.2 流径安排. 4 1.3 确定物性数据4 （二）估算传热面积（二）估算传热面积44 2.1 热负荷的计算4 2.2 平均传热温差5 2.3 估 K

3、值5 2.4 由 K 值估算传热面积5 2.5 冷流体用量5 （三）工艺结构尺（三）工艺结构尺寸寸55 3.1 管径管长管数5 3.2 确定管子在管板上的排列方法式6 3.3 壳体内径的计算6 3.4 折流档板6 3.5 计算壳程流通面积及流速7 3.6 计算实际传热面积7 3.7 传热温差报正系数的确定7 3.8 管程与壳程传热系数的确定7 3.9 传热系数 K0的确定9 3.10 传热面积校核10 3.11 附件10 3.12 热器流体流动阻力11 ( (四）辅助设备强度设计计算四）辅助设备强度设计计算.14.14 4.1 壳体官箱壳体和封头的实际14 4.2 进出口设计14 4.3 排气

4、排液管15 4.4 接管最小位置15 4.5 管板15 4.6 换热管16 4.7 管程分程16 4.8 折流板的形式16 4.9 拉杆和定管距17 （五）结果概要（五）结果概要1717 （六）总结（六）总结.19.19 4 1.1.确定设计方案确定设计方案 1.11.1 选择换热器类型选择换热器类型 两流体的温度变化情况：两流体的温度变化情况： 热流体进口温度为 140，出口温度为 40 冷流体进口温度为 30 ，出口温度为 45 从两流体的温度来看， 估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差 不会很大，因此初步确定选用浮头式换热器 1.21.2 确定流体的流确定流体的流径径 由于循环水较易结垢，

5、为便于水垢清洗，应使循环水走管程， 有机液体走壳程。 1.31.3 确定物性数据确定物性数据 物料 密 度 Kg/m3 粘 度 Pa.s 比热容 kJ/(kg. ) 导热系数 W/(m. ) 有机液体 986 0.5410-3 4.19 0.662 水 994 0.78210-3 4.179 0.626 5 2.估算传热面积估算传热面积 2.12.1 热负荷的计算：热负荷的计算： w1007.440(140104.193600105.3)( 634 21,）TTCqQhpmh 2.2.平均传热温差平均传热温差 76.37 3040 45140 ln )3040()45140( ln 2 1 2

6、1 t t tt tm 3.3.估估 K K 值值 )/(700 2 kmWk估 4.4.由由 K K 值估算传热面值估算传热面 2 m m98.153 76.37700 4070000 tK Q 估 估A 5.5.冷却水用量冷却水用量 6 hkg ttcCp Q qcm/2337403600 )3045(10179.4 4070000 )(, 3 12 , 3.3.工艺工艺结构尺寸结构尺寸 3.13.1 管径、管长、管数管径、管长、管数 （1 1）管径选择管径选择 选用252.5mm传热管（碳钢） ，取管内流 速为 1.2m/s （2）管程数、传热管数及管长）管程数、传热管数及管长： 可依据传热管内径和流速 确定单程传热管数