水冷却液体设备设计.doc

《化工原理》课程设计任务书 设计题目： 水冷却液体设备设计 二、设计条件 1、某种液体处理量2.5 Kg/s 2、进换热器液体的进口温度175℃，出口温度为45℃ 3、冷却水进口水温30℃，出口自己选定 4、管子外径d1=25mm，内径d2=20mm，t=32mm，等边三角形排列 5、 液体污垢热阻Rs2=0.18m2.℃/Kw，水侧污垢热阻Rs1=0.4m2.℃/Kw，管壁导热系数 λw=0.045 Kw/（ m.℃） 6、水的物性按定性温度计算，液体的物性数据近似按如下数据计算 ρ=1200Kg/m3，υ=2.0Pa.S ，λ= 0.15W/（m.k），Cp=1.50KJ/(Kg.K) 7、 流体的流径自己选定，设备按双管程（1-2折流）情况进行设计。 三、设计任务 完成浮头式列管换热器的工艺设计（流程叙述，物料、热量计算及特性尺寸计算）及有关附属设备（泵、接管等）的设计和选用，编写设计说明书 目录 一、前言 …………………………………………………………..1 二、生产条件的确定… ……………………………………………… .2 各项已知条件及田间的确定 ………………………………… .2 三、换热器的设计计算 ……………………………………………..3 （一）确定设计方案……………………………………… 3 （二）确定物性数据……………………………………… 3 四、设计结果列表 ………………………………………… 10 五、设计结果的讨论与说明………………………………………11 六、设计心得 ……………………………………………………12 七、参考文献. ………………………………………………………14 《化工原理》课程设计说明书 一、前言 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。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也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。 随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器大的机构尺寸。 列管式换热器的应用已有很悠久的历史。在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。 列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。 固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。 浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷进行了改进。两端管板只有一端与壳体完全固定，另一端可相对与壳体移动。故这种换热器的管束膨胀不受壳体的约束，而且易于清洗和检修，所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易于结垢的场合。但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。 U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。这类换热器的特点有：管束可以自由伸缩，热补偿性能好；双管程，流程长，流速高，传热性能好；承压能力强；管束可以从壳体中抽出，且结构简单，造价低。但其管数少且易短流。故仅适用于管壳壁温差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。 填料函式换热器也只有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封。它的管束也可自由膨胀，结构比浮头式简单，造价较低。但填料函易泄露，故壳程压力不宜过高，也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。 列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及前度设计。其中以热力设计最为重要。不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，而且对于已生产出来的，甚至已投入使用的换热器在检验它是否满足使用要求，均需进行这方面的工作。 热力设计是指，根据使用单位提出的基本要求，合理地选择运行参数，并根据传热学的知识进行传热计算。 流动设计主要是计算压降，其目的就是为换热器的辅助设备。 结构计算指的是根据传热面积的大小计算器主要零部件的尺寸，例如管子的直径、长度、根数、壳体的直径、折流板的长度和数目及布置以及连接管的尺寸，等等。 列管式换热器的工艺设计主要包括以下内容： 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