毕业设计用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计.doc

新疆工业高等专科学校 流体流动与传热课程设计说明书 题目名称：用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计 系 部： 化学工程系 专业班级： 煤化09-3（2） 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2011年1月15日 目 录 第一部分 设计任务书 1 一、设计题目 1 二、设计任务 1 三、操作条件 1 四、设计内容 1 五、设计日期 1 六、设计评述 2 第二部分 设计方案简介评述 2 第三部分 换热器设计理论计算 3 １、试算并初选换热器规格 3 （1）、 定流体通入空间 3 （2）、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式： 3 (3)、计算热负荷Q 3 （4）、计算两流体的平均温度差，并确定壳程数 4 （5）、初步选择换热器规格 4 2、核算总传热系数K0 5 （1）、计算管程对流传热系数 5 (2)、计算壳程对流传热系数 5 （3）、确定污垢热阻 6 （4）、计算总传热系数 6 3、计算压强降 7 （1）、计算管程压强降 7 (2)、计算壳程压强降 7 第四部分 换热器主要结构尺寸 8 一、管子的规格和排列方法 8 二、管程和壳程数的确定 9 三、外壳直径的确定 9 第五部分 工艺设计计算结果汇总表 10 参考文献 11 致谢 12 第一部分 设计任务书 一、设计题目 用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计 二、设计任务 1. 合理的参数选择和结构设计 2. 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算 三、操作条件 ① 煤油：入口温度℃，出口温度℃ ② 冷却介质：自来水，入口温度℃，出口温度℃ ③ 允许压强降：不大于④ 煤油定性温度下的物性参数数据：密度为，粘度为，比热容为，导热系数为0.14W/(m·℃) ⑤ 其余参数参考资料选取 四、设计内容 ①传热面积。 ② ③壳体直径。 ④。 ⑤。 冷却介质为自来水，入口温度为，出口温度为 煤油的定性温度： 水的定性温度： 两流体的温差： 由于两流体温差大于50℃，故选用带补偿圈的固定管板式列管换热器。 两流体在定性温度下的物性数据 物性 流体 煤油 95 825 0.786 2.22 0.14 水 30 995.7 0.801 4.174 0.62 (3)、计算热负荷Q 按管内煤油计算,即 若忽略换热器的热损失，水的流量可由热量衡算求得,即 （4）、计算两流体的平均温度差，并确定壳程数 逆 流 温 差 ： 由R和P查图……得温度校正系数为，所以 校正后的温度为 又因，故可选用单壳程的列管式换热器。 （5）、初步选择换热器规格 根据管内为水，管外为有机液体，K值范围为280~710 ， 假设K=450 故 由于，因此需要考虑热补偿。 初选固定板式换热器规格尺寸如下： 外壳直径D400mm 管排方式——正三角形排列 管程流通面积S 0.0148m2 公称压力P 0.6Mpa 管数n 94 管程数2 管长L 6m 管尺寸 φ25×2.5mm（不锈钢管） 中心距 32mm 换热面积S 43.5 m2 换热器的实际传热面积 采用此换热面积的换热器，则要求换热过程的总传热系数为： 2、核算总传热系数K0 （1）、计算管程对流传热系数 因为，管中水的质量流量为，则 水的体积流量为 所以： (2)、计算壳程对流传热系数 换热器中心附近管排中流体流通截面积为 式中 h——折流挡板间距，取300mm t——管中心距，对于的管中心距为。 煤油的质量流量为，则 煤油的体积流量为 由于换热器为两壳程，所以煤油的流速为： 由于管为三角形排列，则有 煤油在壳程中流动的雷诺数为 因为在范围内，故可采用凯恩(Kern)法求算，即 由于液体被冷却 取0.95，所以 （3）、确定污垢热阻 （4）、计算总传热系数（管壁热阻可忽略时，总传热系数为：） 选用该换热器时，要求过程的总传热系数为43.5 ，在传热任务所规定的流动条件下，计算出的=401.76 ，传热面积为所选择的换热器的