化工原理课程设计说明书——列管式换热器设计.doc

重庆三峡学院 设计题目 3.171×105t/a 院 系 化学与环境工学院 专 业 化学工程与工艺 年 级 20级班 学生姓名 学生学号 指导老师 赖庆 完成时间 201 年 月《化工原理课程设计》任务书 1 1设计方案的选择 2 1.1 计算热流量 2 1.2 初步选定换热器型号 3 1.21 换热器中流体的流动方式的选取 3 2 工艺计算 4 2.1计算平均温差 4 2.2计算参数P和R及 5 2.3换热管数及管长的确定 5 2.31 管内流速的确定及管排列方式的选取 5 2.32估算传热面积A估及管数及管长的计算 6 3 主要设备工艺尺寸设计 8 3.1 管阻力损失计算 8 3.11管程的流速、雷诺数及摩擦系数的计算 8 3.12管程流动阻力计算。 9 3.2 壳阻力损失计算 10 3.21壳程的流速、雷诺数及摩擦系数的计算 10 3.22折流挡板数的计算 11 3.23壳程阻力 11 3.3 传热计算 13 3.31管程给热系数 13 3.32壳程给热系数 13 3.33传热系数，按管外面积进行计算，并且忽略其管壁热阻 14 3.34所需要的传热面积及裕度的计算 14 4 辅助设备选型与计算 15 5 设计结果汇总 17 6 工艺流程图及列管式换热器工艺条件图 18 列管式换热器工艺条件图7 设计评述及感想 19 7 设计评述及感想 20 7.1 对本设计的评价 20 7.2 设计感想 20 参考文献 21 《化工原理课程设计》任务书 一、设计题目 t/a原油加热器的工艺设计 设计条件 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1.72x10-4m2·K/W,要求两侧的压力损失均不超过0.3x105Pa。试选用一台适当型号的列管式换热器。 物料 温度 ℃ 质量流量kg/h 比热kJ/kg·℃ 密度kg/m3 导热系数W/m·℃ 粘度 Pa·s 入口 出口 柴油 175 T2 34000+10x 2.48 715 0.133 0.64x10-3 原油 70 110 44000+15x 2.20 815 0.128 3.0x10-3 (x:学号后两位) 二．设计要求简述 每个设计者必须提交的设计成果有：设计说明书一份，图纸一幅（用A3打印）。 1、设计说明书必须包括下述内容：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、参考文献以及设计自评等。 2、设计计算书的主要内容应包括的步骤： 1）计算热负荷、收集物性常数。根据设计任务求出热流体放热速率或冷流体吸热速率，考虑了热损失后即可确定换热器应达到的传热能力Q；按定性温度确定已知条件中未给出的物性常数； 2）根据换热流体的特性和操作参数决定流体走向（哪个走管程、哪个走壳程）；计算平均温差； 3）初步估计一个总传热速率常数K估A估A估Nt=u适宜/ui3、2003.1:77-168 [2]秦浩然，马魁英.浅谈硝化细菌及其在自然界的意义[J].生物学通报，1989.12（1）18 4、A3打印）绘出设备装配图，包括主视图、俯视图或左视图，主视图局部剖切，主要尺寸标注，接管表，图标等。 1设计方案的选择 首先根据所给操作及物性条件确定已知条件中未给出的物性常数，尔后通过判断进行换热器的初步选定。 现已知： 柴油：T1=175℃ ，质量流量=34030kg/h ，比热 =2.48 kJ/kg·℃ ， 密度kg/m3 ，导热系数 W/m·℃ ，粘度Pa·s 原油：=70℃ ，=110℃ ，质量流量 ，比热kJ/kg·℃ 密度kg/m3 ，导热系数 W/m·℃ ，粘度 Pa·s 1.1 计算热流量 按原油加热所需来计算换热器的热流量 （1-1） 年加热原油的量 （1-2） 由热量衡算式 （1-3） 式中：分别为热冷流体的质量流量，； 为热冷流体的定压比热容，，可取定性温度下的数值作为常数； 为冷流体出、入口温度，℃； 为热流体进、出口温度，℃。 联立式1-1和1-2可解得 （1-4） 1.2 初步选定换热器型号 由于两流体间的温差较大，同时为了便于清洗壳程的污垢，因而采用浮头式列管换热器。而柴油温度高，走管程可以减少热量散失。原油粘度为3.0x10-3 Pa·s大于1.5~2.5 Pa·s，属于高粘度液体，因而原油应在壳空间通过，因在设有挡板的壳