课程设计——煤油冷却器讲述.doc

化工原理课程设计 题 目 煤油冷却器 学院名称 化学化工学院 指导教师 职 称 教授 班 级 学 号 学生姓名 2015年9月8日 目录 目录 目录 II 前言 III 概述 1 第二章 设计任务与条件 4 第三章 工艺设计 5 3.1生产条件的确定 5 3.2换热器的设计计算 5 3.2.1确定设计方案 5 3.2.2确定物性数据 5 3.2.3计算总传热系数 6 3.2.4计算传热面积 7 3.2.5工艺结构尺寸 7 3.2.6换热器核算 9 第四章 设计结果列表 13 4.1换热器主要结构尺寸和计算结果 13 4.2设计结果的讨论 14 结束语 15 参考文献 16 符号说明 17 附 录 18  前言 煤油一般是通过对石油进行分馏而制得，刚刚分馏得到的煤油温度会比较高，不利于保存和运输等，需要进行冷却。在工业大生产过程中自然冷却远远达不到煤油冷却的时间要求，选用低温水进行冷却是比较好的冷却方式。设计性能优良的冷却器就十分的必要了，本文通过大量数据运算得到的理论冷却器比较接近现实生产要求，有待于进一步的实践证实和运用。 关键词：煤油；水；换热器概述 在化工、石油、能源、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。; }$ m: s0? ? 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，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。7 U6 m) N+ d7 G列管式换热器有以下几种：4P# r ]; a. d C9 q4 P* r k C7 r、浮头式 F a/ \ b* W? ?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，完佺消除了温差应力。. W: s0 \- l4 z% G9 d? ?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。°C时，应在壳体上设置温差补偿--膨胀节，依靠膨胀节的弹性变形可以减少温差应力。但是当壳体与管子的温差大于60°C及壳程压力超过时，由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿作用，就应考虑其他结构。 ⑵U型管式换热器：其结构特点是只有一个管板。换热管为U形，管束可以自由伸缩，当壳体与U型换热管有温差时，不会产生温差应力。密封面少，运行可靠，造价较低，管间清洗较方便。但是由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率低；管束最内层管间距较大，壳程易短路；内层管子坏了不能更换，因而报废率较高。一般用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢而管程介质清洁以及高温高压、腐蚀性强的场合。 ⑶浮头式换热器：当换热管与壳体有温差存在时，壳体与换热管膨胀，互不约束，不会产生温差应力，管内与管间的清洗均方便。但是由于结构复杂、笨重，造价较高，适用于壳体与管束间温差较大，或壳程介质易结垢的场合。 在综合各方面因素，该设计任务的管束与壳体的平均温度差，同时壳程压力为，都不是很大，因此选择造价较低的带膨胀圈的固定管板是换热器，在经济的情况下能达到生产任务需求。 冷却过程中最好采用容积较大的贮槽或者直接采用小型水库，这样可以充分使循环水冷却。 泵的选型，由于泵所提供的流量Q与扬程H均稍大于管路系统要求值，所以应减小标准阀的开度，藉此增大管路长度当量，从而使轴功率N增大。 设计总评：对于该生产任务，这个设计还有诸多不足需要弥补。例如，循环水为以结垢的流体，最好选择大管径的换热管，但是考虑到流速，选择了小管径的换热管；所设计的换热器不在固定管板式换热器的系列标准之内，制造比较麻烦； 泵的吹入管等管路有点短，若是直接以水库中的水作为循环水，则设备距离不够。等等。此次设计是以理论作为指导，难免会有以上疏漏，希望在老师的指导下，能以实践作为基础，进一步完善有关化工知识。  第二章 设计任务与条件 原料：煤油，水 处理量：25万吨／年 原料温度：入口温度145oC，出口温度40oC 冷却介质：循环水，入口温度30oC，出口温度40oC 生产时间：300天∕年，每天24h连续运行 允许压降不大于105Pa  第三章 工艺设计 3.1生产条件的确定 设计一列管式煤油换热器，完成年冷却17wt煤油的任务，具体要求如下：煤油进口温度145℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃