化工课程设计---水蒸气加热苯列管式换热器的设计

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1、 课 程 设 计课 程 设 计 题 目 水蒸气加热苯列管式换热器的设计 学 院 化学工程学院 专 业 班 级 化 工0 9 0 1 班 姓 名 指 导 老 师 2 0 1 0 年 9 月 课程设计任务书课程设计任务书 题题 目目: : 水蒸气加热苯列管式换热器的设计水蒸气加热苯列管式换热器的设计 一、工艺条件一、工艺条件 用 150 KPa 的饱和水蒸气将 20 的苯加热到 75 ，苯的质量 流量为45t/h， 试设计一列管式换热器， 要求其管程压降小于70 kPa。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量及其技术要求，以 及说明书撰写等具体要求） 1、合理的参数选择

2、和结构设计； 2、工艺计算，包括传热计算和压降计算等； 3、主要设备工艺尺寸设计。 时间安排：时间安排： 设设 计计 内内 容容 所用时间所用时间 1、根据换热任务和有关要求确定设计方案； 1 天 2、初步确定换热器的结构和尺寸； 1 天 3、核算换热器的传热面积和流体阻力； 1 天 4、确定换热器的工艺结构； 1 天 5、写出设计说明书。 1天 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 前言前言 在工业生产中，为了实现物料之间热量传递过程中的一种设备， 统称为换热器，它是化工炼油，动力，原子能和其它许多工业部门广

3、泛应用的一种通用工艺设备， 对于迅速发展的化工，炼油等工业生产 来说，换热器尤为重要，换热器随着使用目的的不同可以把它分为： 热交换器，加热器，冷却器，冷凝器，蒸发器和再沸器等。 本设计的主要任务是完成满足某一生产要求的管壳式换热器， 它 是属于列管式换热器的一种， 是利用间壁使高温流体和低温流体进行 对流传热从而实现物料间的热量传递。 换热器的工艺设计计算有两种 类型，即设计计算和校核计算，包括计算换热面积和造型两方面。设 计计算的目的是根据给定的工作条件及热负荷， 选择一种适当的换热 器类型，确定所需的换热面积，进而确定换热器的具体尺寸。校核计 算的目的则是对已有的换热器校核它是否满足预定

4、要求， 这是属于换 热器性能计算问题。无论是设计计算还是校核计算，所需的数据包括 结构数据、工艺数据和物性数据三大类。其中结构数据的选择在换热 器设计中最为重要。 对于列管式换热器的设计包括壳体型式、 管程数、 管子类型、管长、管制排列形式、折流板型式、冷热流体流动通道等 方面的选择。 工艺数据包括冷热流体的流量、 进出口温度、 进口压力、 允许压力降及污垢系数。 物性数据包括冷热流体在进出口温度或定性 温度下的的密度、比热容、粘度、导热系数等。 本设计针对饱和水蒸气加热苯的问题设计一列管式换热器。 本设 计包括三个部分：说明部分、计算部分、绘图部分。本设计主要是说 明部分。 说明部分主要是通

5、过对苯生产任务的确定，最后确定水蒸汽 的用量及换热器的结构，说明了此换热器的工作环境，工作条件，适 用范围及技术要求等。 计算部分主要是对针对所选的换热器在满足生 产要求的情况下进行工艺核算，最大可能的减小投入和增加收益，本 设计就是为完成以上任务而进行的计算。 绘图部分主要是遵照计算的 要求在绘图纸上按照一定的比例要求把所设计的换热器反映到图纸 上来，使设计更清晰易懂。 目 录 1 设计方案的确定 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 1.1 列管式换热器型式的选择 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 1.2 流程的选择 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 1.3 流速的选择

6、1.4 热补偿 1.5 流向的选择 2 2 换热器的设计计算换热器的设计计算 . 8 2.1 确定物性数据. 9 2.2 估算传热面积. 9 2.2.1 热负荷 9 2.2.2 平均传热温差 9 2.2.3 总传热系数 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2.2.4 计算传热面积 . 10 2.3 工艺结构尺寸 . 10 2.3.1 管径和管内流速 2.3.2 管程数和传热管数的计算 2.3.3 传热管排列和分程方法 2.3.4 壳体内径 2.3.5 折流板 2.3.6 接管 2.3.7拉杆 2.3.8 数据汇总 3 3换热器核算换热器核算 . 14 3.1 热量核算 . 3.1.1 传热系数 K 的核算 3.1.2 传热面积 S 的核算 3.1.3 壁温的核算 3.2 换热器内压降的核算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.2