处理量为5.1吨每年的煤油冷却器的设计(换热器课程设计)_精品.doc

摘要 本次设计主要是关于煤油冷却器的设计，涵盖了换热器技术领域的知识。首先简单介绍了换热器的定义，分类，特点和应用范围，列举了换热器在工业生产中的应用，回顾了换热器的发展历史和研究趋势。 根据本次设计的任务书要求： 设计题目：处理量为5.1× 吨/年的煤油冷却器的设计。 设计任务：采用列管式换热器作为换热设备。循环水做冷却剂。 设计内容：包括绪论，设计方案的制定，流程的安排，换热器工艺计算，以及针对本次方案所设计的图纸，包括工艺流程图，以及换热器装配图。 关键词：煤油 冷却水 换热器 工艺核算 目录 第一章 绪论 1 1.1换热器的定义 1 1.2换热器的分类 1 1.3换热器技术的发展 7 1.4换热器的材料及防腐 8 1.5换热器在工业生产中的应用 9 第二章 设计方案 14 2.1设计任务及操作条件 14 2.2换热器类型的选择 14 2.3流体流速与流径 14 第三章 换热器的工艺计算 16 3.1基础物性数据 16 3.2换热器面积的估算 16 3.2.1热负荷: 16 3.2.2 平均传热温差: 17 3.2.3冷却水的用量: 18 3.2.4传热面积的估算: 18 3.3换热器工艺结构尺寸 19 3.3.1管内和管外流速的计算 19 3.3.2管程数和传热管数的计算： 20 3.3.3平均传热温差校正及壳程数的校正： 21 3.3.4传热管排列和分程的选择： 21 3.3.5壳程内径的计算： 21 3.3.6折流板的选择： 21 3.3.7 其它附件选择: 23 3.4换热器的核算： 24 3.4.1传热能力的核算： 24 3.4.1.1壳程传热膜系数： 24 3.4.1.2管程传热膜系数: 24 3.4.1.3污垢热阻和管壁热阻： 25 3.4.1.4总传热系数： 25 3.4.1.5 传热面积: 26 3.4.2壁温的核算： 26 3.4.3 换热器流体流动阻力计算: 26 3.4.3.1 管程流体阻力计算 26 3.4.3.2 壳程流动阻力计算 26 3.5换热器主要结构尺寸计算结果汇总 28 讨论： 31 参考文献 32 结束语 33  绪论 1.1换热器的定义 换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。 换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用非常普遍，特别是耗能用量十分大的领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类开发越来越多。适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构和型式亦不同，换热器种类随新型、高效换热器的开发不断更新，具体分类如下： 一、换热器按用途划分有：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。具体说明如下： 加热器 是把流体加热到必要的温度而使用的热交换器，被加热的流体没有相变化。 冷却器 是用于把流体冷却到必要的温度的热交换器。 冷凝器 是用于冷却凝结性气体，并使其凝结液化的热交换器。若使气体全部冷凝，则称为全凝器，否则称为分凝器。 再沸器 是用于再加热装置中冷凝了的液体使其蒸发的热交换器。 深冷器 是用于把流体冷却到0以下的很低温度的热交换器。 过冷器 是将流体（一般是气体）加热到过热状态的热交换器。 换热器按材质可分为金属换热器 和 陶瓷换热器 间壁式换热器 ①管式换热器： ②板面式换热器： ③扩展表面式换热器： 夹套式换热器 这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。 沉浸式蛇管换热器 这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状,并沉浸在容器内的液体中.蛇管换热器的优点是结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低,管外给热系数小.为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。 喷淋式换热器 这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动,冷却水 从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。 套管式换热器 套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内,另