毕业设计论文：柴油冷却器设计.doc

目 录 第1章 概述 1 1.1换热器的技术概况及发展 1 1.2换热器的工业生产中的运用及新型换热器 3 第2章 工艺计算 4 2.1 确定设计方案 4 2.1.1 选定换热器类型 4 2.1.2选定流体流动空间及流速 4 2.2确定物性数据 4 2.3计算总传热系数 5 2.3.1每小时处理柴油的能力 5 2.3.2热流量 5 2.3.3冷却水用量 5 2.3.4计算平均传热温差 5 2.3.5总传热系数K 5 2.4计算传热面积 6 2.5工艺结构尺寸 7 2.5.1管径和管内流速 7 2.5.2管程数和传热管数 7 2.5.3平均传热温差 7 2.5.4传热管排列和分程方法 7 2.5.5壳体内径 8 2.5.6折流板 8 2.5.7接管 8 2.6换热器核算 9 2.6.1热量核算 9 2.6.2换热器内流体的流动阻力 11 第3章 辅助设备的计算与选型 13 3.1油罐 13 3.2油泵 13 3.3封头 14 3.4法兰 15 第4章 换热器主要结构尺寸和计算结果 16 4.1主要结构尺寸 16 4.2符号说明 17 4.3附录 19 结 论 20 致 谢 21 参考文献 22 第1章 1.1换热器的技术概况及发展 技术概况 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。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体温度较低，吸收热量。 换热器按材质可分为金属换热器和陶瓷换热器。金属换热器按结构可分为间壁式换热器和混合式换热器。 陶瓷换热器按结构可分为单循环换热器和多循环换热器 换热器是一种实现物料之间热量传送的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。 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，一种流体由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。 发展 二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。 30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。 30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。 60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。 70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。 1）固定管板式 2）U形管式 浮头式 1.2换热器的工业生产中的运用及新型换热器 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%~20%，在炼油厂约占总费用的35%~40%。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求日益加强。一些新型换热器相继问世———气动喷涂翅片管换热器；螺旋折流板换热器；新型麻花管换热器等等。 第2章 工艺计算 2.1 确定设计方案 化工生产中所用的换热器类型很多。不同类型换热器其性能各异。换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式。间壁式运用最为广泛，又分为板面式、列管式。本设计中冷、热两流体均为无相变，按非标准系列换热器的一般设计步骤进行设计。 2.1.1 选定换热器类型 热流体：进口温度145℃，出口温度45℃; t=145-45=100℃ 冷流体（循环水）：进口温度20℃，出口温度36℃; t=36-20=16℃ =100-16=84℃50℃ 需要在壳体上设置温差补偿——膨胀节，依靠膨胀节的弹性形变减少温差应力。 该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。 2.1.2选定流体流动空间及流速 由于循环水易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，