列管换热器设计说明书教材.doc

列管换热器设计说明书 列管换热器概述 设计部份 1、原始数据 2、确定方案，初算换热器的传热面积，主要工艺及结构基本参数的计算 3、列出所设计换热器结构基本参数 4、总传热系数的校验 5、换热器主要构件尺寸与接管尺寸的确定 6、管壳程压强降的校验 7、列管换热器结构及机械设计 8、有关文献汇总 9、参考文献 10、总结 列管换热器概述 用于冷热流体的热量交换的换热器又称为热交换器，是工业生产中实现物料之间热量传递的一种工业设备。在换热设备中，应用量广泛的是列管换热器。 优点：1.选材范围广 2.换热表面清洗方便 3.适应性强 4.处理能力大 5.结构简单，造价较低 6.历史悠久、使用经验成熟 7.能承受高温和高压等特点 缺点：1.换热效率低 2.紧凑性与金属消耗量等方面不及高效紧凑性换热器。 设计部分 1、原始数据 煤油 处理能力 V= 相对分子质量 Mr=170 密度 ρ1=825kg/m 粘度 μ1=7.15×10-4Pa?s Pp 平均导热系数 λ1=0.14W/m?℃ 平均比热容 Cp1=2.22KJ/kg?℃ 进口温度 T1=110℃ 出口温度 T2=40℃ 允许压强降 △P=5×105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行 自来水 入口温度 t1=25℃ 出口温度 t2=40℃ 2、确定方案，初算换热器的传热面积，主要工艺及结构基本参数的计算 项目 数据及公式出处 说明及计算 结果 根据任务要求，确定设计方案 冷却水介质的选择及其理性参数 查《化工原理（第二版）上册》，天津大学出版社P317 t=37.5℃ 换热器类型的选择 查《化工原理（第二版）上册》高等教育出版社P225 由于两流体分差不大于50℃，所以选用固定管板式换热器 根据任务要求，确定设计方案 流动路径的选择 煤油被冷却，阻压力降不允许超过5×105Pa，且1=7.15×10-4Pa?s，所以按煤油走管内，而冷却水为自来水，安排走管间 流速的选择 查《化工原理课程设计》P841 煤油在管内流速取：μ1=0.5m/s μ1=0.5m/s 初算换热器的传热面积S 热负荷及冷却介质消耗的计算 《生物（食品）工程原理课程设计指导书》长春工业大学P16 煤油质量： 热负荷： 冷却水的消耗量： 计算平均温度差△tm并确定管程数 查《化工原理课程设计》P226 温度校正系数为Φ△t=0.870.8可见用双壳程合适（选逆流）。因此平均温差 初算换热器的传热面积S 按经验数据值初选总传热系数K（估） 《生物（食品）工程原理课程设计指导书》长春工业大学P17 满足任务书要求的总传热系数K的经验数值290-580W/m之间 选取： 初算出所需传热面积S 查《常用化工单元设备设计》华南理工大学出版社P10 主要工艺及结构基本参数的计 算 换热器数量及长度的确定 查《常用化工单元设备设计》华南理工大学出版社P15 选用Φ25×2.5mm钢管 查《化工单元过程设备课程设计（第二版）》化学工业出版社P46 《生物（食品）工程原理课程设计指导书》长春工业大学P18 管数： 管长： 管子排列方式及管子与管板连接方式的选用 查《常用化工单元设备设计》 管子的排列方式：采用正三角形排列 管子与管板的连接:采用焊接法 主要工艺及结构基本参数的计算 计算外壳内径D 查《常用化工单元设备设计》P50或《生物（食品）工程原理课程设计指导书》长春工业大学P23 查《常用化工单元设备设计》P51或《生物（食品）工程原理课程设计指导书》长春工业大学P23 管中心距： 横过管束中心结构的管数： 取n= 管束中心线上最外层管的中心至壳体内壁的距离： 按壳体内直径标准系列尺寸圆整：取D= L/D在4-25范围之间 L/D= 管长经比合适 画出排管图 拉杆的直径和数量与定距管的选定 查《常用化工单元设备设计》P30，表1-17或《生物（食品）工程原理课程设计指导书》长春工业大学P26 选用Φ12mm钢拉杆，数量6根，定距管采用与换热管相同的管子，即Φ25mm×2.5mm钢管 折流板直径 D数量及其 尺寸有关尺寸的确定 查《常用化工单元设备设计》P28，P29 选取折流板与壳体间隙为2.0mm，折流板直径Dc=400-2×2.0=396mm 切去弓形高度： h=0.25D=0.25×400=100mm 折流板数量： 取折流板间距：h0=300mm 那么 实际折流板间距： 温度补偿的选用 查《常用化工单元设备设计》P31