毕业设计 煤油冷却器的设计课程设计论文.doc

化工原理课程设计 题 目 煤油冷却器的设计 学院名称 化学化工学院 目录 第一章 2 第二章 管壳式换热器设计 2 (1) 选择换热器的类型 2 （2） 流动空间及流速的确定 3 第三章 管壳式换热器的设计计算 3 （1） 热流量 4 （2） 平均传热温差 4 （3） 冷却水用量 4 （4） 总传热系数K 4 (1 ) 管径和管内流速 5 (2) 管程数和传热管数 5 (3 ) 平均传热温差校正及壳程数 5 （4） 传热管排列和分程方法 6 （5 ） 壳体内径 6 （6） 折流板 6 （7） 接管 6 （1） 热量核算 7 （2 ） 换热器内流体的流动阻力 8 第四章 计算结果一览表 10  第一章 前言 。 固定管板式换热器是一种通用的标准换热设备。它因结构简单、耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点而在换热设备中占据主导地位 固定管板式换热器，管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体连接，与其他形式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体直径相同时，可安排更多的管子，也便于分程。制造成本低，由于不存在弯管部分，管内不易集聚污垢，即使产生污垢也便于清洗。为减少温差应力，壳在壳体上安装膨胀节，利用膨胀节在外力作用下中产生较大的变形能力来降低管束与壳体中的温差应力。 第二章 管壳式换热器设计 1 选型 本次生产设计要求中，两流体温度变化情况：热固定管板式换热器温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，循环冷却水的压力不大于.100000MPa,冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，加之其冷、热两流体的温度、压力不高，温差不大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。 2 确定计算方案 (1) 选择换热器的类型 本次生产设计要求中，两流体温度变化情况：热流体进口温度130℃，出口温度40℃；冷流体（循环水）进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，循环冷却水的压力为0.4MPa,冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，加之其冷、热两流体的温度、压力不高，温差不大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。 （2） 流动空间及流速的确定 由于循环冷却水较易结垢以及油品的黏度较大，为便于水垢清洗、减少流动流速取。 第三章 管壳式换热器的设计计算 1 确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 煤油的定性温度为 水的定性温度为 根据定性温度，分别查取煤油和水的有关物性数据。 煤油在85℃下的有关物性数据如下： 密度： 定压比热容： 导热系数： 粘度; U=0.000715Pa.s 循环冷却水在35℃下的物性数据： 密度： 定压比热容：c =4.08KJ/(Kg.) 导热系数： 粘度：u=0.000725 pa.s 2 计算总传热系数 （1） 热流量 Q0=m0cpo(T1-T2)=×2.22×(120-40)=4260606KW （2） 平均传热温差 △tm=33.7℃ ′ （3） 冷却水用量 Wi= （4） 总传热系数K ①管程传热系数 Re=diuipi÷ui=0.02×994×0.05÷0.000725=13710 由于管程中的流体为水，其在35℃下的黏度小于2倍的常温水的黏度，属于低粘度流体，其传热系数应用迪克斯-贝尔特关联式，即： =2733.2 ②壳程传热系数 假设壳程的传热系数： ℃) 污垢热阻 Rsi=0.000344m2.℃/W RSO=0.0002m2.℃/W 管壁的导热系数 =122 3 计算传热面积 S，=1184800÷122÷33.7=288m2= 考虑15%的面积裕度（安全系数和初估性质）： S=1.5×S′=288×1.5=432.3m2+++ 4 工艺结构尺寸 (1 ) 管径和管内流速 选用φ25×2.5mm传热管，取管内流速。 (2) 管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 ns=193根 按单程管计算，所需的传热管长度为 L==28.5m 按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热