管壳式换热器课程设计任务书..pdf

河 南 理 工 大 学 管壳式换热器课程设计 姓名 :李钦博 学号 :311204000210 学院 :机械与动力机械学院 专业 :热能与动力工程 班级 :热动 1201 指导老师 :王华 河南理工大学机械与动力工程学院能源与动力工程系 2016.3 管壳式换热器课程设计任务书 一、设计题目 : 设计一台煤油冷却的换热器 二、操作条件 : 1、煤油 :入口温度 140℃,出口温度 40℃。 2、冷却介质 :循环水 ,入口温度 40 ℃。 3、允许压强降 :不大于 100kPa 。 三、设备型式 : 管壳式换热器 四、处理能力 : 14t/h 五、设计要求 : 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4 、设备简图。 (要求按比例画出主要结构及尺寸 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 目 录 一. 设计概述 3 1.1热量传递的概念与 意 3 1.2换热器的概念及意义 5 1.3管壳 式换热器的简介 5二 . 试算并初选换热器规 格 6 2.1.流体流动途径的确定 6 2.2.物性参数 及其选型 6 2.3.计算热负荷及冷却水流量 7 2.4. 计算两流体的平均温度差 7 2.5.初选换热器的规 格 8三 . 工艺计算 9 3.1.核算总传热 系数 9 3.2.核算压强降 11 3.3经验公 式 12四 . 设计评述 13参考文 献 13 一 . 设计概述 1.1 热量传递的概念与意义 1. 热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移 ,简称传热。由热力学第二定律可知 , 在自然界中凡是有温差存在时 ,热就必然从高温处传递到低温处 ,因此传热是自然界 和 工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作 ,多 需 要进行加热和冷却 ,例如 :化学反应通常要在一定的温度进行 ,为了达到并保持一 定温 度 ,就需要向反应器输入或输出热量 ;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中 , 都要向 这些设备输入或输出热量。此外 ,化工设备的保温 ,生产过程中热能的合理利 用以及废 热的回收利用等都涉及到传热的问题 ,由此可见 ;传热过程普遍的存在于化 工生产中 , 且具有极其重要的作用。总之 ,无论是在能源 ,宇航 ,化工 ,动力 ,冶金 ,机械 , 建筑 等工业部门 ,还是在农业 ,环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出 ,热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理 和 传热的快慢 ,它仅研究物质的平衡状态 ,确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡 状态 所需的总能量 ;而传热学研究能量的传递速率 ,因此可以认为传热学士热力学的 扩展。 3. 传热的基本方式 根据载热介质的不同 ,热传递有三种基本方式 : (1 热传导 (又称导热 物体各部分之间不发生相对位移 ,仅借分子、原子和 自由 电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。 热传导的条件是系统两 部 分之间存在温度差。 (2 热对流 (简称对流 流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称 为热 对流。热对流仅发生在流体中