管壳式换热器课程设计详解.doc

目录 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台以氨为制冷剂的管壳式换热器 二、操作条件： 1、氨：入口温度24℃，出口温度42℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度120℃，出口温度98℃。 3、运行压力：氨10bar. 水，4bar。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 52（t/h）氨 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 1.1热量传的概念与意义 热量传递是指由于温度差引起的能量转移在自然界中凡是有温差存在时，就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与的关系化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。2换热器的概念意义 在化工生产中为了实现物料之间能量传递过程需要一种传热设备。这种设备统称为换热器。在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递温度较的流体，以满足工艺上的需要。它是化工炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速发展的化工炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。换热器在化工生产中，有时作为一个单独的化工设备，有时作为某一工艺设备的组成部分，因此换热器在化工生产中应用是十分广泛的。任何化工生产中，无论是国内还是国外，它在生产中都占有主导地位。 【表】 换热器设计要求 序号 特别要求 1 对事故工况的校核 2 对管箱隔板强度的校核 3 各部件吊耳安装位置的校核 4 浮头式和U形管束固定管板外径延伸，使管板兼作试压法兰时的强度校核 5 管板的刚度校核 6 风载荷和地震载荷的校核 7 进出口接管承受管线载荷的校核 8 叠装换热器中，底下那台换热器的校核 9 鞍式支座的校核 10 外表油漆干膜厚度的检测 11 封头热压成形时，终压温度的检测 12 壳体直线度的检测 13 氢工况的判别及材料要求 、换热器的它包括:固定管板式换热器、U?型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。 1）工作原理： 管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式换热器一样属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。 2）主要技术特性： 一般管壳式换热器与其它类型的换热器比较有以下主要技术特性： 1、耐高温高压，坚固可靠耐用； 2、制造应用历史悠久，制造工艺及操作维检技术成熟； 3、选材广泛，适用范围