换热器设计说明书.doc

大庆师范学院 《化工原理》课程设计说明书 设计题目 年产5.76万吨煤油的换热器的设计 学生姓名 赵岩磊 指导老师 张 浩 学 院 化学化工学院 专业班级 化工2班 完成时间 2010年7月1日 目 录 第一节 概 述 1 1.1换热器的发展现状 1 1.2 换热器的类型 1 1.3列管式换热器的设计步骤 1 第二节 设计方案的确定 2 2.1 设计任务 2 2.2 选择换热器的类型 2 2.3 流动空间及其流速的确定 2 第三节 确定物性数据 3 第四节 计算总传热系数 4 4.1 热流量 4 4.2 平均传热温差 4 4.3 冷却水用量 4 4.4 总传热系数K 4 4.5计算传热面积 5 第五节 工艺结构尺寸 6 5.1．管径和管内流速 6 5.2.管程数和传热管数 6 5.3.平均传热温差校正及壳程数 6 5.4.传热管排列和分程方法 7 5.5．壳体内径 8 5.6．折流板 8 5.7．接管 8 第六节 换热器核算 9 6.1热流量核算 9 6.1.1壳程表面传热系数 9 6.1.2 管程对流传热系数 9 6.1.3 污垢热阻和管壁热阻 10 6.1.4 传热系数K 10 6.1.5 传热面积S 10 6.2 换热器内流体的流动阻力 11 6.2.1管程流体阻力 11 6.2.2壳程阻力 12 参考文献 14 后记及其他 15  第一节 概 述 1.1换热器的发展现状 近年来，随着我国石化、钢铁等行业的快速发展，换热器的需求水平大幅上涨，但国内企业的供给能力有限，导致换热器行业呈现供不应求的市场状态，巨大的供给缺口需要进口来弥补。换热器是一种高效紧凑的换热设备，它的应用几乎涉及到所有的工业领域，而且其类型、结构和使用范围还在不断发展。近年来，焊接型板式换热器的紧凑性、重量轻、制冷性能好、运行成本低等优越性已越来越被人们所认识。随着我国经济的发展，换热器技术的发展，特别是各种大型的工业制冷装置和空调用制冷装置发展迅速，这为各种换热器的应用提供了广阔的市场。 1.2 换热器的类型 换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。其中列管式换热器得到了广泛的应用。 列管式换热器主要分为以下几种： 固定管板式换热器； 浮头是换热器； U 型管换热器； 填料函式换热器； 1.3列管式换热器的设计步骤 根据换热任务和有关要求确定设计方案； 初步确定换热器的结构和尺寸； 核算换热器的传热面积和流体阻力； 确定换热器的工艺结构； 第二节 设计方案的确定 2.1 设计任务 某生产过程中，需将5.7610t/a的煤油从140℃冷却至44℃，压力为0.3MPa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4 MPa，循环水入口温度30℃，出口温度为42℃，试设计一台列管式换热器，完成生产任务。 2.2 选择换热器的类型 两流体温的变化情况：热流体进口温度140℃ 出口温度44℃；冷流体进口温度30℃，出口温度为42℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用固定管板式换热器。 2.3 流动空间及其流速的确定 由于循环冷却水较易结垢，为了便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用的碳钢管，管内流速取=0.8m/s。 第三节 确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 壳程油的定性温度为： T==92℃ （3-1） 管程流体的定性温度为 t=℃ （3-2） 由于煤油物性受温度影响较小，所以煤油在92℃下的相关物性可近似等于90℃的相关物性，即： 煤油在92℃下的有关物性数据如下： 密度 定压比热容 =2.22 kJ/kg℃ 热导系数 =0.14 w/m 粘度