化工原理课程设计---换热器

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1、（一）设计任务和设计条件：（一）设计任务和设计条件： 某生产过程的流程如图所示，出混合器的混合气体经过与进料物流换热后，用循 环冷却水将其从 110进一步冷却至 60之后，进入吸收塔吸收其中可溶组分。 已知混合气体的流量为227801kg/h,压力为6.9Mpa,循环冷却水的压力为0.4Mpa， 循环水入口温度 29，出口温度为 39，试设计一台列管式换热器，完成该生 产 任 务 。 已 知 混 合 气 体 在85 下 的 物 性 数 据 如 下 ： 35 90105.1 0279.0297.3 mkgsPa CmWCkgkJC oo opo （二）确定设计方案：（二）确定设计方案： 1.选择

2、换热器的类型：该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，进口温度会降 低，考虑这一因素，估计该换热器的管壁温与壳体壁温之差较大，因此初步确定 选用浮头式换热器。 (原因：固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，或者管外侧污垢能 用化学处理方法除掉的场合，同时要求壳体壁温与管子壁温温差不能太大。) 浮头式换热器能在较高的压力下工作， 适用于壳体壁温与管壁温差较大或壳程流 体易结垢的场合。U 型管式换热器适用于壳程易结垢，或壳体壁温与管壁温差较 大的场合，但要求管程流体较为清洁，不易结垢。) 2.流程安排： 从物流操作压力上来看， 应使混合气体走管程， 循环冷却水走壳程。 但由于循环冷却水较易结

3、垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使传热器 的传热能力下降，从总体上来看，应使循环水走管程，混合气体走壳程。 （三）确定物性参数：（三）确定物性参数： 定性温度： 对于一般气体和水等低粘度流体， 其定性温度可取进出口温度平均值。 故混合气体的定性温度为 CT 85 2 60110 管程流体的定性温度为 Ct 34 2 2939 查表确定冷却水在 34下的物性数据： 33 3.99410742.0 624.0174.4 mkgsPa KmWKkgkJC ii ipi （四）估算传热面积：（四）估算传热面积： 1.热流量： 2.平均传热温差： 先按纯逆流计算（一般逆流优于并流，在工程上若无特

4、殊需要，均按逆流考虑） )(3.48 2960 39110 ln 296039110 ln 12 21 1221 K tT tT tTtT tm 逆 3.传热面积： 由于壳程气体压力较高，故选取较大的 K 值。假设 K估=313W/(m2.K)，则估算的 传热面积为 2 3 690 3.48313 1010431 m tK Q A m 估 估 4冷却水的用量： )/(899655)/(9.249 )2939(10174.4 1010431 3 3 , hkgskg tc Q q ipi cm （五）工艺结构尺寸：（五）工艺结构尺寸： 1.管径和管内流速： 选用 高级冷拔传热管（碳钢） ，并取管内 流速 ui=1.3m/s。 我国国标换热器中常见的换热管规格有 以及 流速的选择应使流体处于稳定的湍流状态，即雷诺数