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南京工业大学
《材料工程基础》课程设计
设计题目:列管式换热器—煤油处理能力
20×10?吨/年
专业:高分子材料
班级:
姓名:
学号:
日期:2011/06/20-2011/07/01
指导教师:
设计成绩:
列管式换热器设计任务书
(一)设计题目
列管式换热器设计——煤油处理能力20×103吨/年
(二)设计任务及操作条件
1、处理能力列管式换热器设计——煤油处理能力吨20×103/年
2、设备型式列管式换热器
3、操作条件
(1)釜残液:煤油,入口温度102℃,出口温度40℃
(2)冷却介质:井水,入口温度18℃,出口温度32℃
(3)换热器的管程和壳程压强降:不大于10?Pa
(4)煤油平均温度下的物性参数:
名
称
p(kg/m3)
Cp(kJ/kg.℃)
μ(Pa.s)
λ(W/m.℃)
煤
油
986
4.19
0.54×103
0.662
表1—1
(5)每年按300天计算,每天24h连续运行
(三)设计要求及内容
(1)根据换热任务和有关要求确认设计方案
(2)初步确认换热器的结构和尺寸
(3)核算换热器的传热面积和管,壳程流体阻力
(4)确认换热器的工艺结构
(5)绘制列管式换热器的工艺流程图及主体设备工艺图
目录
一.设计方案简介……………………4
1.1.换热器概述
1.2列管式换热器
二.热量设计…………7
2.1.初选换热器的类型
2.2.确定物性数据
2.3.计算总传热系数
2.4.计算传热面积
三.K?、△P的校核……………………8
3.1.初选换热器的型号和基本参数
3.2.换热器实际面积和要求换热系数
3.3.核算总的传热系数K
四.壁温核算…………11
4.1.壁温核算
五.压降差的校核……………………12
5.1.压降校核
六.工艺结构设计……………………14
6.1.折流板
6.2.拉杆和定距管结构
6.3.其他附件
七.辅助设备的计算择………………16
7.1.接管计算
7.2.泵的选择.
八.设计结果表汇 18
九.主要符号说明 19
十.小结 20
十一.工艺流程图与设备图 21
十二.参考文献 22
注:(工艺流程图和设备图见附图)
一设计方案简介
1.1.换热器的概述
在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,即简称换热器,是将
热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
换热器广泛应用于机械、动力、运输、空调、制冷、低温、热量回收、替代燃料和制造领域中,其性能的每一点提高都意味巨大的经济与社会效益。换热器设计是一个复杂而艰辛的过程,它不仅仅是确定一个或者多个可行的解决方案,还要求确定最可能的或接近最优的设计方案。本书详细介绍和应用传热学、流体力学、热力学和微积分学基础课程的基本概念,以拓展换热器理论基础。介绍和应用换热器设计技术,以解决工业实践中遇到的换热器实际问题。本书可作为热工基础理论知识与工业热工设计实践之间的纽带,适用于在职工程师和在校
大学生研究生学习及工程应用。
换热器的类型按传热方式的不同可分为:混合式、蓄热式和间壁式。其中间
壁式换热器应用最广泛。
间壁式换热器的类型也是多种多样的,从其结构上大致可以分为管式换热器和板式换热器。管式换热器主要包括蛇管、套管和列管式换热器;板式换热器主
要包括型板式、螺旋板式和板壳式换热器。
1.2.列管式换热器
列管式换热器又称管壳式换热器,在化工生产中被广泛应用。它的结构简单、坚固、制造较容易,处理能力大,适应性能,操作弹性较大,尤其在高温、
高压和大型装置中使用更为普遍。
U形管式
每根管子都弯成U形,两端固定在同一个管板上,因此,每根管子皆可自由伸缩,从而解决热补偿问题。这种结构较简单,质量轻,适用于高温高压条件。
其缺点是管内不易清洗,并且因为管子要有一定的弯曲半径,其管板利用率较低。
图1-1U形管式换热器的示意图
浮头式
浮头式换热器浮头端结构,它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管
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