化工原理设计多管程列管式换热器的设计(16页).doc

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1、化工原理设计多化工原理设计多管程列管式换热管程列管式换热器的设计器的设计南京工程学院南京工程学院化工原理课程设计报告书课课 程程 名名 称：称：化工原理课程设计化工原理课程设计 B课课 题题 名名 称：称：多管程列管式换热器的设计多管程列管式换热器的设计院（系、部院（系、部）：环境工程系环境工程系专专业：业：环境工程环境工程班班级：级：环境环境 111姓姓名：名：王志远王志远学学号：号：216110127起起 止止 日日 期：期：2013-12-2 2013-12-13指指 导导 教教 师：师：李乾军李乾军目录目录前言-1一、符号说明：-21、物理量（英文字母）-22、物理量（希腊字母）-2二

2、、设计目的-3三、参数与条件设置-31、已知参数-32、设计条件-3四、设计计算-41、确定设计方案-4、选择换热器的类型-4、流动空间及流速的确定-42、确定物性数据-43、计算总传热系数-5（1）、热流量-5（3）、冷却水用量-6（4）、总传热系数 K-64、设计传热面积-6五、工艺结构尺寸-71、管径和管内尺寸-72、壳程数和传热壳数-73、平均传热温差校正系数-74、传热管排列和分程方法-75、壳体内径-86、折流板-87、接管-8六、换热器核算-91、热量核算-9（1）壳程对流传热系数，-9（2）管程对流传热系数-9（4）、传热面积-92、换热器内流体的流动阻力-10（1）、管程流动

3、阻力-10（2）、壳程阻力-10（3）、总阻力-10七、设计总结-12八、参考文献-13-第 1 页前言前言换热器是一种实现物料之间的热量传递的设备，广泛应用与化工，冶金，电力，食品等行业。它不仅可以单独作为加热器，冷却器等使用，而且是化工单元操作的重要附属设备。在化工装置中换热设备占设备数量的 40%左右，占总投资的 35%46%。目前在换热设备中，使用量最大的是列管式换热器，尤其在高温高压和大型换热设备中占有绝对优势。一般来说，列管式换热器有易于加工制造，成本低，可靠性高，而且能适应高温高压的特点。随着新型高效传热管的不断出现，使得列管式换热器的应用范围得以不断夸大。列管式换热器在化工生产

4、中主要作为加热（冷却）器，蒸发器，再沸器及冷凝器使用。固定管板式换热器即两端管板和壳体连接成一体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。但由于管板和壳体间结构的原因，使得管外侧不能进行机械清洗，因而多用于壳侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。当管壁于壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生很大的温差应力，以至于管子扭曲或使管子从管板上松脱，以致毁坏整个换热器，因此，一般管壁和壳体的温度相差 50以上时，换热器应有温度补偿装置。-第 2 页一、符号说明：一、符号说明：1、物理量（英文字母）B折流板间间距 mCp定压比热容kJ/(kg)d管径mD换热器内径mf摩擦因数F系数G重力加速

5、度m/s2P压力pan指数N管数S传热面积t管心距mu流速m/s2、物理量（希腊字母）有限差值导热系数 W/()密度 kg/m3粘度Pas-第 3 页对流传热系数W/()下标O管外m 平均二、设计目的二、设计目的通过课题设计进一步巩固课程所学内容，培养学生运用理论知识进行化工单元过程设计的能力，使学生能够系统的运用知识。通过本次设计，学生应该了解设计的内容，方法和步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，独自设计计算，准确绘制图样，编写设计说明。三、参数与条件设置三、参数与条件设置1、已知参数(1)热流体（油）：T1=130T2=50Wh=6000kg/h(2)冷流体（水）：t1=30

6、t2=40压力 0.4MPa2、设计条件管程数：2压力降：p10100kPa(液体)110 kPa（气体）雷诺数：Re500,所以7203.049040.5Re0.5228.0228.000f所以pap95.1081217.0825120127203.05.021流体流过折流板缺口的阻力（3）、总阻力壳程流动阻力比较适宜换热器主要结构尺寸和计算结果，换热器主要结构尺寸和计算结果见表 1-1-第 11 页表 1-1 换热器主要结构尺寸和计算结果换热器模式：固定管板式管口表换热面积2m25.2管口尺寸连接形式用途工艺参数ADn80平面油品入口名称管程壳程BDn80平面油品出口物料名称水油CDn50

7、凹凸面水品入口操作压力 MPa0.4DDn50凹凸面水品出口操作温度30/40130/50EDn20凹凸面排气口流量 m/s261186000FDn20凹凸面放净口传热量 kw2960029600总传热系数2mw2733对流传热系数6012600污垢系数0.0003440.000172阻力降3.022.04-第 12 页程数21直径25*2.5mm450mm长度3000管子规格111 根，管间距 32mm，正三角排列折流挡板规格20 块，单弓形，立式，间距 135mm，切口高度 30%七、设计总结七、设计总结通过这次的课程设计，我学到了很多，虽然比较累，但是很开心，感觉这两周的课程设计比上了十

8、几周的课还要充实，从白天一直算到晚上，有时候为了能把一个图画好赖在教室里很晚才走。当然在这其中我发现把学到的知识运用到实际操作中有很大的不同，要综合考虑很多其他方面的事,现在就来说说我设计的换热器吧。首先课程设计任务书里给了一些数据，然后我要根据所学的知识去设计一个符合要求的换热器。在正式写之前要试算，了解自己的数据在哪个范围内。还有那庞大的计算量，如果有一步算错了，后面的全错，要重新算，当然，我在这里也犯错了，把污垢系数弄反了，导致我算了两遍，不过最后还是算好了。画图也是个麻烦事，由于 CAD是大一学的，现在基本忘完了，我不得不把书拿出来边看边画。还有一点不得不说，同学之间的帮助也很重要，在这个过程中，有些不懂的问题通过问同学也得到了解答。总之，在这短短两周的课程设计中，我学到很多，不光是把课本里的知识会运用，更主要的是知道了做一件事不能太着急，要有耐心，-第 13 页要一步一步慢慢来，只有这样才能做成事。八、参考文献八、参考文献1、化工传递与单元操作课程设计.贾绍义，柴诚敬。天津大学出版社，2002。2、化工原理.陈迁乔，王娟，曲虹霞，马卫华。国防工业出版社，2007。3、化工过程及设备设计.华南理工大学出版社，1986。4、化工设计.王静廉，黄璐。天津大学出版社，1989。