列管式换热器的结构选读.docx

苏州科技学院化学生物与材料工程学院《化工原理课程设计》报告列管式换热器设计年级：专业：设计者姓名：学号：指导老师：完成日期：设计任务1、设计题目： 列管式换热器的设计2、设计目的：通过对列管式换热器的设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。 3、 设计任务：某炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2·K/W，换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度ε=0.1mm，要求两侧的阻力损失均不超过0.4×105Pa。试设计一台适当的列管式换热器。(y:学号后2位数字)物料比热kJ/(kg·℃)密度kg/m3 导热系数W/(m·℃)粘度Pa·s 工作压力柴油2.48 715 0.133 0.64×10-3常压原油2.20 815 0.128 3.0×10-3常压（1） 生产能力和载热体用量：原油 42000 +200*1（2）*y kg/h柴油 35000 +150*1（2）*y kg/h（2） 设备形式 列管式换热器（3） 操作条件 原油：入口温度=70℃，出口温度=110℃ 柴油：入口温度=175℃，出口温度T23. 设计内容： (1) 设计方案的确定及流程说明(2) 换热面积的估算(3) 管子尺寸及数目计算(4) 管子在管板上的排列(5) 壳体内径的确定(6) 附件设计(选型)(7) 换热器校核（包括换热面积、压力降等）(8) 设计结果概要或设计一览表(9) 对本设计的评述或有关问题的分析讨论（1）设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？ （2）为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？ （3）在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？ （4）说明列管式换热器的选型计算步骤？（5）在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？ （6）说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。 （7）列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？(10)参考文献图纸要求：用A3图纸绘制换热器一张：一主视图，一剖面图，两个局部放大图。 成绩依据：设计说明书 （参考工作态度）目录第一章文献综述第一节概述换热器的概念换热器的分类列管式换热器的标准简介列管式换热器选型的工艺计算步骤五、换热器设备应满足的基本要求第二节列管式换热器结构及基本参数管束及壳程分程传热管管的排列及管心距折流板和支撑板旁路挡板和防冲挡板其他主要附件列管式换热器结构基本参数第三节设计计算的参数选择冷却剂和加热剂的选择冷热流体通道的选择流速的选择流向的选择第二章列管式换热器的设计计算第一节换热面积的估算一、计算热负荷估算传热面积第二节换热器及主要附件的试选一、试选管型号二、换热器结构一些基本参数的选择第三节换热器校核一、核算总传热系数二、核算压强降第四节设计结果一览表第三章设计总结、感想及有关问题分析讨论参考文献第一章??文献综述第一节???概述一、换热器的概念?换热器（英语翻译：heat?exchanger），是将热流体的部分热量给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。?二、换热器的分类?根据列管式换热器的结构特点，主要分为以下四种。以下根据本次的设计要求，介绍几种常见的列管式换热器。??（1）?固定管板式换热器??这类换热器如图1-1所示。固定管办事换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结余构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏??。?图1-1 固定管板式换热器（2）U型管换热器?U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。U型管式换热器(见图1-2)的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以抽出，管间清洗方便。其缺点是管内清洗困难；哟由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。此外，其造价比管定管板式高10%左右。?图1-2 U型管式换热器（3）?浮头式换热器浮头式换热器的结构如下图1-3所示。其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体