列管式换热器课程设计说明书.docx

1、列管式换热器课程设计说明书课程设计说明书列管式换热器 班 级 ：姓 名 ：学 号 ：日 期 ：指导教师 ：设计任务书3一、方案设计41、确定设计方案42、确定物性数据43、工艺流程图4二、工艺过程设计计算5三、设计结果一览表8四、设计评述及问题的讨论9五、主体设备设计图（详情参见图纸）10 六、参考文献10七、主要符号说明10附图设计任务书姓名： 专业：生物工程 班级：一：设计题目：列管式换热器设计二：设计任务：浮头式列管换热器设计1.08105吨年定性温度下物料物性密度(kg/m3)比热容(kJ/(kg)黏度Pas导热系数(W/(m)煤油8102.30.9110-30.13水9944.187

2、0.72710-30.626操作条件换热器管程和壳程压强降30kPa物料进出口温度煤油水进出进出140403040三：设计内容：1.根据生产任务的要求确定设计方案(1)换热器类型的选择(2)换热器内流体流入空间的选择2.化工计算(1)传热面积的计算(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定(3)壳体直径及壳体厚度的确定3.换热器尺寸的确定及有关构件的选择4.换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择5.编写设计书明书包括目录、任务书、设计方案说明、工艺过程设计计算、主要设备和辅助设备的设计计算、工艺计算和设备计算结果汇总表、设计评述与对某些问题的讨论、参考资料、符号一览表。四：制图要求： 画出简单

3、的工艺流程图、换热器装配结构图（包括：技术要求及特性、设备规格、具体尺寸、内部剖面结构等）A2以上一张。五：设计要求：1.在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。2.在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查那些资料，怎样使用算图以及怎样选择经验公式。3.要求根据国家有关标准来选择换热器的构件。4.要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计。一、方案设计欲用井水将15000kg/h的煤油从140冷却到40，冷水进、出口温度分别为30和40。若要求换热器的管程和壳程的压强降不大于30kPa，试选择合适的管壳式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。1确

4、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140，出口温度40。冷流体进口温度30，出口温度40。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很大，因此初步确定选用浮头式列管换热器，而且这种型式换热器管束可以拉出，便于清洗；管束的膨胀不受壳体约束。（2）流动空间及流速的确定 由于煤油的粘度比水的大，井水硬度较高，受热后易结垢，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ui=0.75m/。 2、确定物性数据 定性温度：可取流体进、出口温度的平均值。 壳程煤

5、油的定性温度为： T=(140+40)/2=90管程冷却水的定性温度为：t=(30+40)/2=35 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 煤油在90下的有关物性数据如下： 密度 o= 810kg/m3定压比热容 cpo=2.3kJ/(kg)导热系数 o=0.13W/(m)粘度 o=0.00091 Pas冷却水在32下的物性数据： 密度 i=994kg/m3定压比热容 cpi=4.187kJ/(kg)导热系数 i=0.626 W/(m)粘度 i=0.000727 Pas3工艺流程图二、工艺过程设计计算三、设计结果一览表换热器形式：浮头式换热面积（m2）:82.48工艺参数名称管

6、程壳程物料名称冷却水煤油操作压力，kPa30操作温度，30/40140/40流量，kg/h8240015000流体密度，kg/m3994810流速，m/s0.740.262传热量，kW958.3总传热系数，W/m2K327传热系数，W/（m2）3774484.05污垢系数，m2K/W0.0003440.000172阻力降，kPa10.069.94程数21推荐使用材料碳钢碳钢管子规格252.5管数198管长mm:6000管间距，mm44排列方式斜正方形折流板型式上下间距，mm150切口高度25%壳体内径，mm600保温层厚度，mm10四、设计评述及问题的讨论五、主体设备设计图详情请见图纸。六、参

7、考文献化工原理，王志魁 编，化学工业出版社，2006.化工设备机械基础，潘永亮 主编，科学出版社，2006.化工原理课程设计指导，任晓光等 编著，化学工业出版社，2009.化工原理课程设计，贾绍义，柴诚敬主编，天津大学出版社，2002.生物工程专业课程设计，尹亮，黄儒强 编.石油化工基础数据手册 化学化工工具书等.七、主要符号说明煤油的定性温度T冷却水定性温度t煤油密度o冷却水密度i煤油定压比热容cpo冷却水定压比热容cpi煤油导热系数o冷却水导热系数i煤油粘度o冷却水粘度i热流量Wo冷却水流量热负荷Qo平均传热温差总传热系数管程雷诺数温差校正系数管程、壳程传热系数 初算初始传热面积传热管数初算实际传热面积S管程数壳体内径D横过中心线管数折流板间距B管心距t折流板数NB接管内径 管程压力降当量直径壳程压力降面积裕度H