《列管式换热器(热水冷却器)的设计》.doc

暨南大学 本科生课程设计 列管换热器设计示例 学 生 姓 名： 学 号： 学 院： 学 系： 专 业： 指 导 教 师： 教 师 单 位： 暨南大学教务处 2010年 8月 10日 设计方案简介换热器概述2换热器的结构形式 6 2.3换热器材质的选择 11 2.4方案的确定18 3.1计算总传热系数 18 3.2工艺结构尺寸 19 3.3换热器核算 21 四、换热器内流体 24 4.1计算总传热系数 24 4.2工艺结构尺寸 24 五、设计结果汇总27 六、工艺流程图28 七、对设计过程的评述和有关问题的讨论29 八、课程设计心得1 九、主要符号说明3 十、参考文献4 一 设计任务书 1.1设计题目 (热水冷却器)的设计,处理能力：32×104,设备型式其列管式换热器. 1.2操作条件 (1).热水：入口温度140℃，出口温度40℃ (2).冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃ (3).允许压降：不大于105Pa (4).每年按330天计，每天24小时连续运行 (5).建厂地址 :广州地区 1.3设计要求及内容 （1）工艺设计：确定设备的主要工艺尺寸，如：管径、管长、管子数目、管程数目等，计算K。 （2）结构设计：确定换热器管板、换热器壳体的结构和尺寸；确定连接方式、管板的列管的排列方式、换热器的传热面积和流体阻力。 （3）制定列管式换热器的所需的原始数据及编写课程设计说明书。 二 设计方案简介 2.1换热器概述一、换热器概述 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备列管式换热器中K值大致范围 热流体 冷流体 传热系数K/(W·m2·K-1) 水 水 800～1200 轻油 水 340～910 重油 水 60～280 气体 水 17～280 水蒸汽冷凝 水 1420～4250 水蒸汽冷凝 气体 30～300 低沸点烃类蒸汽冷凝 水 455～1140 高沸点烃类蒸汽冷凝 水 60～170 水蒸汽冷凝 水沸腾 2000～4250 水蒸汽冷凝 轻油沸腾 455～1020 水蒸汽冷凝 重油沸腾 140～425 2.1.3换热器常用流速范围 2.1.4换热器反应流程图 2.2换热器的结构形式 2.2.1结构形式 1.管壳式换热器 管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备，它具有结构简单，坚固耐用，造价低廉，用材广泛，清洗方便，适应性强等优点，应用最为广泛。管壳式换热器根据结构特点分为以下几种： 固定管板式换热器 固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起，这类换热器结构简单，价格低廉，但管外清洗困难，宜处理两流体温差小于50℃且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。 带有膨胀节的固定管板式换热器，其膨胀节的弹性变形可减小温差应力，这种补偿方法适用于两流体温差小于70℃且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。 浮头式换热器 浮头式换热器的管板有一个不与外壳连接，该端被称为浮头，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。浮头式换热器的管束可以拉出，便于清洗和检修，适用于两流体温差较大的各种物料的换热，应用极为普遍，但结构复杂，造价高。 填料涵式换热器 填料涵式换热器管束一端可以自由膨胀，与浮头式换热器相比，结构简单，造价低，但壳程流体有外漏的可能性，因此壳程不能处理易燃，易爆的流体。 2.蛇管式换热器 蛇管式换热器是管式换热器中结构最简单，操作最方便的一种换热设备，通常按照换热方式不同，将蛇管式换热器分为沉浸式和喷淋式两类。 3.套管式换热器 套管式换热器是由两种不同直径的直管套在一起组成同心套管，其内管用U型时管顺次连接，外管与外管互相连接而成，其优点是结构简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，适当地选择管内、外径，可使流体的流速增大，两种流体呈逆流流动，有利于传热。此换热器适用于高温，高压及小流量流体间的换热。 2.2.2列管式换热器的结构 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设计基础介质流经传热管内的通道部分称为管程。 2.3.换热