列管式换热器（热水冷却器）课程设计论文.doc

课程设计论文 列管式换热器（热水冷却器） Tube heat exchanger(hot water cooler) 学院：生命科学学院 班级：化工092 姓名：白秋媛 学号：2009033201 目录 摘要 2 一、设计题目：热水冷却器的设计 3 二、操作条件 3 三、设计方案 3 3.1换热器概述 3 3.2、列管式换热器的分类 4 3.3换热器材质的选择 5 3.4管板式换热器的优点 6 3.5列管式换热器最终选型 6 四、传热过程计算 7 4.1基本物性值 7 4.2换热器的壳程数及流程 7 4.3估算传热面积 8 五、总结 14 5.1设计心得 14 5.2对这次设计过程总结 14 六、参考文献 15 摘要 换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。 本设计就是利用相关知识，设计出达到工艺所规定的要求，同时强度、结构可靠，便于制造、安装和检修，以及经济上合理的列管式换热器，满足生产需要。本设计以循环水和热水为介质，按实际设计步骤进行计算、核算和结构设计。主要研究内容如下： 1、对换热器的分类、材料和运用进行阐述，了解换热器的基本构造和基本原理。 2、通过查阅换热器设计相关标准得出的数据，对固定管板式换热器的进行设计，具体分为换热器的传热计算，核算和结构设计。 3、换热器的外部设计包括它的管板的设计、封头的设计、管箱和折流挡板的设计。 4、换热器的内部设计包括：它的换热管的尺寸、固定管板的厚度以及折流挡板的尺寸。 关键词：换热器、设计计算、固定管板式 一、设计题目：热水冷却器的设计 二、操作条件 处理能力：吨/年热水（每年按300天计算，每天24小时连续运行） 操作条件：热水：入口温度80℃，出口温度60℃ 冷却介质：循环水，入口温度25℃，出口温度35℃ 允许压强：＜105Pa 设备类型：列管式换热器 建厂地址：大连地区 三、设计方案 3.1换热器概述 1、换热器简介 换热器是将热流体的部分能量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称交换器。换热器是实现化工生产中热量交换和传递不可缺少的设备。在换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。而在工程实践中，也会存在两种以上的流体参加换热。换热器可应用于化工、石油、制冷、食品等行业中，因此，是十分重要的设备。 2、换热器类型 管壳式换热器的突出优点是单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果较好。管壳式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束，管束两端固定于管板上。在管壳式换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；另一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 3.2、列管式换热器的分类 根据列管式换热器的结构特点，常将其分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管换热器、釜式换热器、填料函式换热器等。 1、固定管板换热器 这种换热器的两端管板和壳体是连在一起的。主要特点是结构简单，制造成本低，但由于壳程不易清理或检修，管外物料应是比较清洁、不易结垢的。适于处理两流体温差不大的情况。若两流体温差过大，可在壳体壁上安装膨胀节。 2、浮头式换热器 这种换热器中两端的管板，有一端不与壳体相连，可以沿管长方向自由移动，故称浮头。主要特点是整个管束可以由壳体中拆卸下来，便于清洗和检修。但结构比较复杂，金属耗量多，造价较高。 3、U形管换热器 这种换热器每根管子都弯成U形，进出口分别安装在同一管板两侧。每根管子都可以自由收缩，且与其他管子和外壳无关。但管程不易清洗，适用于洁净而不易结垢的流体。 4、釜式换热器 这种换热器的结构特点是在壳体上部设置适当的蒸发空间。釜式换热器清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质，并能承受高温、高压。适用于液-汽式换热。 5、填料函式换热器 这种换热器的结构特点是管板只有一端与壳体固定相连，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材小，造价