化工原理课程设计--冷流体（水）给煤油降温

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1、 1 一、方案简介一、方案简介 本设计任务是利用冷流体（水）给煤油降温。利用热传递过程中对流传热原则，制成换 热器，以供生产需要。它是工业生产中用到的列管式换热器. 选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。 换热器分为几 大类： 夹套式换热器， 沉浸式蛇管换热器， 喷淋式换热器， 套管式换热器， 螺旋板式换热器， 板翅式换热器，热管式换热器，列管式换热器等。不同的换热器适用于不同的场合。而列管 式换热器在生产中被广泛利用。 它的结构简单、 坚固、 制造较容易、 处理能力大、 适应性大、 操作弹性较大。尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。所以首选列管式换热器作为

2、 设计基础。 二、方案设计二、方案设计 在生产过程中，需将煤油从 120冷却到 50。处理能力为 610 4 吨/年。冷却介质采 用自来水， 入口温度 20， 出口温度 30。 要求换热器的管程和壳程的压降不大于 100kPa。 试设计能完成上述任务的列管式换热器。 （每年按 300 天，每天 24 小时连续运行） 2.2.1 1确定设计方案确定设计方案 1、选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 热流体进口温度 120，出口温度 50冷流体。 冷流体进口温度 20，出口温度 30。 从两流体温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差大于 50，可以选用带温 度补偿的固定管换热器。 但是考虑

3、到该换热器用循环冷却水冷却， 冬季操作时冷却水进口温 度会降低，因此壳体壁温和管壁壁温相差较大，为安全起见，故选用浮头式列管换热器。 2、流动空间及流速的确定 由于煤油的粘度比水的大，因此冷却水走管程，煤油走壳程。另外，这样的选择可以使 煤油通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用252.5 的 碳钢管，管内流速取21640 ei R。 2.2.2 2、确定物性数据、确定物性数据 定性温度：对于一般低黏度流体，其定性温度可取进出口温度的平均值。 煤油的定性温度为： 12050 85 2 TC 循环水的定性温度为： 2030 25 2 tC 两流体的温差为： 852560

4、TtC 由上可知壳程流体的定性温度为：85；管程流体的定性温度为：25。 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 查1煤油在 85的有关物性数据如下： 密度: 3 0 825/kgm 2 定压比热容: , 2.22/ () p h CKJKgC 导热系数 0 0.140/WmC 黏度 3 0 0.71510Pas 冷却水在 25的有关物性数据如下： 密度 3 997.0/ i kgm 定压比热容 , 4.174/ () p c CKJKgC 导热系数 0.618/ i WmC 黏度 3 0.90310 i Pas 表一表一 两流体在定性温度下的物性数据两流体在定性温度下的物性数据 物性 流体 定性温度 / 密度 /m 粘度 /mPa.s 比热容 /Kj/(kg.) 热导率 /W/(m.) 煤油 冷