重油冷却器的设计详解.doc

重油冷却器的设计 课程名称： 化工原理 课程设计题目： 重油冷却器的设计 系 部： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号： 指导教师姓名： 设计完成时间： 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 重油冷却器的设计 二、设计任务及操作条件 1、处理能力： 1.8×104t/a重油 2、设备型式：标准列管式换热器 3、操作条件 （1）釜残油：重油，入口温度102℃，出口温度40℃。 （2）冷却介质：井水，入口温度19℃，出口温度30℃。 （3）换热器管程和壳程压强降：不大于100kPa。 （4）重油在平均温度下的物性数据： ρ=986kg/m3 μ=2.9×10-3Pa.s cp=1.99kJ/(kg·℃) λ=0.136W/(m·℃) （5）每年按330天计，每天24小时连续运行。 4、建厂地址：本溪地区 三、设计计算内容： 1、传热面积、换热管根数； 2、确定管束的排列方式、程数、折流板的规格和数量等； 3、壳体的内径； 4、冷、热流体进、出口管径； 5、核算总传热系数； 6、管壳程流体阻力校核。 四、设计成果： 设计说明书一份。 五、设计时间 一周。 六、设计进程： 指导教师布置实践题目 0.5天 设计方案确定 0.5天 工艺计算 2.0天 绘图 0.5天 编写实践说明书 1.0天 答辩 0.5天 目录 化工原理课程设计任务书 I 1 概述 1 2 换热器的工艺计算 3 2.1基础物性数据 3 2.2换热器面积的估算 3 2.2.1 热负荷计算 3 2.2.2 平均传热温差及其校正 3 2.2.3传热面积 4 2.3换热器工艺尺寸的计算 4 2.3.1壳程流通截面积、流速及雷诺数的计算 4 2.3.2折流板的选择 5 2.3.3接管 5 3 换热器核算 6 3.1传热能力的核算 6 3.1.1管程的对流传热系数 6 3.1.2壳程的对流传热系数 6 3.1.3污垢热阻和管壁热阻 6 3.1.4总传热系数 7 3.2传热面积核算 7 3.3换热器流体阻力计算 7 3.3.1 管程流体阻力计算 7 3.3.2 壳程流体阻力计算 8 设计结果汇总 9 设计评述 10 参考文献 11 附录 12  1 概述 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。? 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，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。?列管式换热器有以下几种：?? 1、固定管板式? 固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。? ? 1-折流挡板；2-管束；3-壳体；4-封头；5-接管；6-管板 图1-1固定管板式换热器 特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。? 2、U形管式? U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。 ??图1-2 U形管式换热器 特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。? 3、浮头式?? 换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。 ?? 图1-3 浮头式换热器 特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，消除温差应力，应用普遍。 2 换热器的工艺计算 2.1基础物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 壳程重油的定性温度 管程井水的定性温度 根据定性温度，分别查取管程和壳程流体的有关物性数据。 物性参数表 流体 t，℃ ρ，kg/m3 μ，mPa·s 重油 71 986 2.9 井水 24.3 994.3 0.890 流体 cp，kJ/（kg·℃） λ ，W/（m·℃） 腐蚀性 重油 1.99 0.136 有 井水 4.174 0.618 － 2.2换热器面积的估