列管式换热器的设计化工理课程设计说明书.doc

江西科技师范大学药学院 课程设计说明书 专 业： 制药工程 班 级： 10制药（1）班 姓 名： 乐凡 学 号： 指导教师： 程丹 设计时间：2012年月日——月日 ……………………………………………1 二、设计方案简介…………………………………………2 1、选择换热器类型………………………………………………....2 2、流径的选择……………………………………………………....3 3、流程安排……………………………………………………........4 4、流速的选择……………………………………………………....4 5、材质的选择……………………………………………………....4 6、管程结构………………………………………………………....4 7、壳程结构与相关公式……………………………………...5 三、工艺计算及主要设备计算……………………………6 1、确定物性参数…………………………………………………....6 2、估算传热面积…………………………………………………....7 3、工艺结构尺寸……………………………………………………8 4、换热器核算……………………………………………………...11 四、设计结果汇总………………………………………..16 五、参考资料……………………………………………..17 六、后记…………………………………………………..18 七、设计说明书评定……………………………………..19 八、答辩过程评定………………………………………...19 设计任务书 设计题目：列管式换热器某生产过程的流程如图所示反应器的混合气体经与进料物流换热后用循环冷却水将其从 ℃进一步冷却至 ℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏?h，压力为6.9MPa循环冷却水的压力为0.4MPa循环水的入口温度为℃，出口温度为 ℃要求设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 定压比热容 =3.297 kJ/(kg?℃) 热导率 =0.0279 W/(m?℃) 粘度 生产过程流程图 设计方案简介 选择换热器类型 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。固定管板式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。 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。 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；管束可以从壳体内抽搐，便与管内管间的清洗。其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。 4）.填料函式换热器 填料函式换热器的结构如图1-4所示。其特点是管板只有一端与壳体固定连接，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，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。 两流体温度变化情况：热流体混合气体入口温度120℃，出口温度70℃；冷流体入口温度2℃，出口温度39℃。，t冷=（29+39）/2=3℃，t