列管换热器设计 标准稿

作者:万搏体育发布日期:2021-01-19 00:52

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  淮阴工学院化工原理课程设计说明书 第 1 页 共 15 页 化工原理课程设计 作 系 专 题 者: : 业: 目: 学 号: 化学工程与工艺 煤油换热器的设计 指导者: (姓 名) (专业技术职务) 2013 年 07 月 淮阴工学院化工原理课程设计说明书 淮 阴 工 学 院 第 2 页 共 15 页 化 工 原 理 专业: 姓名: 设计日期: 2013 年 6 月 课 程 设 计 任 务 书 (I) 班级: 学号: 24 日 至 2013 年 7 月 05 日 设计题目:列管式换热器的设计 设计条件:将 1700 kg/h 的煤油从 180℃冷却到 50℃,压力为 0.3MPa,循环冷 却水压力为 0.4MPa,循环水入口温度为 15℃,出口温度为 30℃。煤油定性温度下的 物性数据: ? c = 825kg/m3; ?c = 7.15×10-4Pa﹒s; cpc = 2.22kJ/(kg﹒℃); ?c = 0.14W/(m﹒℃) 设计内容: 1、确定物性数据; 2、热量衡算; 3、工艺结构尺寸的计算; 4、换热器核算; 5、绘制换热器设计条件图。 指导教师: 2013 年 6 月 6 日 淮阴工学院化工原理课程设计说明书 目录 第 3 页 共 15 页 1 引言………………………………………………………………………………………4 2 换热器的摘要及简介……………………………………………………………………4 3 换热器的设计………………………………………………………………………… 5 3.1 选择合适的换热器类型…………………………………………… …………… 5 3.2 空间及流速的确定………………………… …………………………………… 5 3.3 确定物性数据 …………………………………………………………………… 5 3.4 计算总传热系数…………………………………………… …………………… 6 3.5 计算传热面积…………………………………………… ……………………… 7 3.6 确定工艺结构尺寸……………………………… ……………………………… 7 3.7 换热器的核算……………………………… …………………………………… 9 3.8 换热器主要结构尺寸和计算结果…………… …………………………………12 4 结论 ……………………………………………………………………………………13 5 致谢 ………………………………… ………… ……………………………………14 6 参考文献 …………………………………… ……………………………………… 15 7 换热器的设计图………………………………………… ……………………………16 1 引言 淮阴工学院化工原理课程设计说明书 第 4 页 共 15 页 设计要求: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。 设计目的:过程设备设计是学习化工设备设计基础知识,培养学生化工设备设计 能力的重要教学环节,通过这一实践教学环节的训练,使学生掌握化工设备设计的基 本方法,熟悉查询和正确使用技术资料,能够在独立分析和解决实际问题的能力方面 有较大提高,增强工程观念和实践能力。 2 换热器的摘要及简介 摘要:列管式换热器在化工、石油等行业中广泛应用。根据本次设计任务,正戊烷流动温 度为 51.7℃,水的进、出口量温度为 32℃、40℃.计算一个年处理量为 吨的正戊烷冷凝器。通过 计算,得到所需管程数为 4,传热管长为 4.5 米,壳体直径为 0.5 米,传热面积为 33.09 平方米的的 换热器。由此进行换热器的选择,并确定传热过程的流体流速等参数,传热面积为 36.6 平方米的的 换热器。经过进一步核算,换热器压降,面积裕度,管壁温度均符合设计要求, 。然后通过查阅资 料合理计算确定封头、管箱、拉杆、定距管等结构尺寸和选取符合要求的辅助设备(主要是离心 泵) 。最后画出符合工程语言的设备总装图和带控制点的工艺流程图。列管式换热器是目前化 工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流 挡板等组成。所需材质 ,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热 时,一种流体从封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称 之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程列管 式换热器。 关键词 列管式,固定管板式换热器,设计计算,工艺结构,设计图 3 列管换热器的设计: 淮阴工学院化工原理课程设计说明书 第 5 页 共 15 页 3.1 选择合适的换热器类型: 两流体温度变化情况:热流体进口温度 180℃,出口温度 50℃;冷流体(循环水) 进口温度 15℃,出口温度 30℃。该换热器用循环冷却水冷却,热流体为煤油,为不 易结垢和清洁的流体,冬季操作时进口温度会降低,估计该换热器的壳壁温和壳体温 差较小,因此初步确定选用带膨胀节约的固定管板式换热器


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