列管式换热器的设计及其选用研讨.doc

食品工程原理课程设计 列管式换热器设计及其选用 姓 名：魏亚峰、孙爱华、唐琪、王燕、韩春英 所属学院： 生命科学学院 专 业： 食品科学与工程 班 级： 14-2班 指导老师： 杨保求 日 期： 2012.12.12—2012.12.16 塔 里 木 大 学  编写人员 主 编：魏亚峰 （组长） 副主编：王燕 韩春英 孙爱华 唐琪 任务安排情况 魏亚峰负责设计版面及帮忙计算和编辑。 韩春英主要负责计算及封面。 王燕负责排版及编辑。 孙爱华负责搜集整理资料及画图。 唐琪负责搜集整理资料及画图。  绪 论 换热器作为化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。 按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。 工业上最常见的换热器是间壁式换热器。根据结构特点，间壁式换热器可以分为管壳式换热器和紧凑式换热器。 紧凑式换热器主要包括螺旋板式换热器、板式换热器等。 管壳式换热器包括了广泛使用的列管式换热器以及夹套式、套管式、蛇管式等类型的换热器。其中，列管式换热器作为一种标准换热设备，也是最典型的间壁式换热器，，在许多工业部门被大量采用。由于它是把管子按一定方式固定在管板上，而管板则安装在壳体内。因此，这种换热器也称为管壳式换热器。它主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程，管束的壁面即为传热面，同时为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。 列管式换热器的主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器，从而使得它在各种换热设备中占据主导作用，并在换热器不断发展中得以继续存在下来。 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此在不同设备不同条件下选择换热器时，必须考虑这种热膨胀的影响。 目 录 绪论 - 1 - 目录 - 1 - 第一章 设计任务和设计条件 - 3 - 第二章 确定设计方案 - 3 - 2.1列管式换热器分类 - 3 - 2.2选择换热器的类型 - 5 - 2.3管程安排 - 5 - 第三章确定物性数据 - 6 - 第四章估算传热面积 - 6 - 4.1热流量 - 6 - 4.2平均传热温差 - 6 - 4.3传热面积 - 7 - 4.4冷却水用量 - 7 - 第五章工艺结构尺寸 - 7 - 5.1管径和管内流速 - 7 - 5.2管程数和传热管数 - 7 - 5.3平均传热温差校正及壳程数 - 8 - 5.4传热管排列和分程方法 - 8 - 5.5其他附件 - 9 - 5.6接管 - 9 - 第六章换热器核算 - 10 - 换热器主要结构尺寸和计算结果: 错误！未定义书签。 结论 - 11 - 参考文献： - 11 - 设计任务和设计条件 某生产过程的流程如图所示。反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。已知混合气体的流量为227301，压力为6.9，循环冷却水的压力为0.4，循环水的入口温度为29℃，出口的温度为39℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。 物