化工原理课程设计---U型管换热器选型设计.doc

化工原理课程设计 题 目 U型管换热器选型设计 学院名称 化学化工学院 指导教师 职 称 班 级 化学化工学院 学 号 学生姓名 2011年1月14日 《化工原理》课程设计任务书 设计题目： 煤油冷却器的设计 二、原始数据及操作条件 1、处理能力 18.81t/a煤油。 2、设备形式 列管式换热器。 3、设计任务及操作条件 煤油：入口温度 T入= 140℃，T出= 40℃ 冷却介质：循环水 T入= 30℃，T出= 40℃ 允许压降：不大于105Pa 煤油在定性温度下的物性数据： ρ=825kg/m3，μ=7.15×10-4Pa.s =2.22kJ/(kg·℃) λ= 0.14W/（m·℃） 每年按330天计，24小时/天连续进行。 4、建厂地址 衡阳地区 三、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算，绘制设备条件图（1号）一份，编制一份设计说明书（打印稿），其主要内容包括： 1、前言 2、生产条件的确定 3、换热器的设计计算 4、设计结果列表 5、设计结果的讨论与说明 6、注明参考和使用的设计资料 7、结束语 四、设计日期：2011年1月1日至2011年1月14日 目录 前言……………………………………………………………3 1 计算中使用的符号说明………………………………………4 2 生产条件的确定………………………………………………4 3 换热器选型设计计算…………………………………………5 （一）确定设计方案………………………………………5 (二) 确定物性数据………………………………………5 (三) 预算总传热系数……………………………………6 (四) 预算所需传热面积 ……………………………7 (五) 选型…………………………………………………7 (六) 换热器核算…………………………………………8 (七) 附件…………………………………………………11 4 换热器主要结构尺寸和计算结果列表………………………12 5 参考文献………………………………………………………12 前言 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。 列管式换热器的应用已有很悠久的历史。在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。 列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。 固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。 浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷进行了改进。两端管板只有一端与壳体完全固定，另一端可相对与壳体移动。故这种换热器的管束膨胀不受壳体的约束，而且易于清洗和检修，所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易于结垢的场合。但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。 U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。这类换热器的特点有：管束可以自由伸缩，热补偿性能好；双管程，流程长，流速高，传热性能好；承压能力强；管束可以从壳体中抽出，且结构简单，造价低。但其管数少且易短流。故仅适用于管壳壁温差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。 填料函式换热器也只有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封。它的管束也可自由膨胀，结构比浮头式简单，造价较低。但填料函易泄露，故壳程压力不宜过高，也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。 本次选型设计所选的换热器为列管式换热器中的U型管换热器，以满足换热需求。 1 设计中使用的符号说明 英文字母 —冷流体温度，℃ —流通截面积，m2 —管心距，mm —厚度，m —热流体温度，℃ —管