《材料工程基础》课程设计列管式换热器—煤油处理能力20×104吨年换热器设计.docxVIP

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