列管式换热器设计说明书

课程设计说明书

列管式换热器

班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 日 期 ： 指导教师 ：

目录

设计任务书··································································3

一、方案设计································································4

1、确定设计方案·····························································4

2、确定物性数据·····························································4

3、工艺流程图·······························································4

二、工艺过程设计计算························································5

三、设计结果一览表··························································8

四、设计评述及问题的讨论····················································9

五、主体设备设计图（详情参见图纸）···········································10

六、参考文献································································10

七、主要符号说明····························································10

附图··········································································

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设计任务书

姓名： 专业：生物工程 班级：

一：设计题目：列管式换热器设计

二：设计任务：浮头式列管换热器设计 处 理 量 项 目 定性温度下物料物性 煤油 水 操作条件 密度／(kg/m3) 810 994 1.08×10吨／年 5比热容／(kJ/(kg·℃)) 2.3 4.187 黏度／Pa·s 0.91×10 0.727×10-3 -3导热系数／(W/(m·℃)) 0.13 0.626 换热器管程和壳程压强降≤30kPa 煤油 进 140℃ 出 40℃ 进 30℃ 水 出 40℃ 物料进出口温度 三：设计内容： 1. 根据生产任务的要求确定设计方案 (1) 换热器类型的选择

(2) 换热器内流体流入空间的选择 2. 化工计算

(1) 传热面积的计算

(2) 管数、管程数及管子排列，管间距的确定 (3) 壳体直径及壳体厚度的确定

3. 换热器尺寸的确定及有关构件的选择

4. 换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择 5. 编写设计书明书

包括目录、任务书、设计方案说明、工艺过程设计计算、主要设备和辅助设备的设计计算、工艺计算和设备计算结果汇总表、设计评述与对某些问题的讨论、参考资料、符号一览表。 四：制图要求：

画出简单的工艺流程图、换热器装配结构图（包括：技术要求及特性、设备规格、具体尺寸、内部剖面结构等）A2以上一张。 五：设计要求：

1. 在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。 2. 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查那些资料，怎样使用算图以及怎样选择经验公式。

3. 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件。

4. 要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计。

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一、方案设计

欲用井水将15000kg/h的煤油从140℃冷却到40℃，冷水进、出口温度分别为30℃和40℃。若要求换热器的管程和壳程的压强降不大于30kPa，试选择合适的管壳式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。

1．确定设计方案

（1）选择换热器的类型

两流体温度变化情况：

热流体进口温度140℃，出口温度40℃。

冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。

从两流体温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差很大，因此初步确定选用浮头式列管换热器，而且这种型式换热器管束可以拉出，便于清洗；管束的膨胀不受壳体约束。 （2）流动空间及流速的确定

由于煤油的粘度比水的大，井水硬度较高，受热后易结垢，因此冷却水走管程，煤油走壳程。另外，这样的选择可以使煤油通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取ui=0.75m/ｓ。

2、确定物性数据

定性温度：可取流体进、出口温度的平均值。 壳程煤油的定性温度为： T=(140+40)/2=90℃ 管程冷却水的定性温度为：t=(30+40)/2=35℃

根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 煤油在90℃下的有关物性数据如下： 密度 ρo= 810kg/m3 定压比热容 cpo=2.3kJ/(kg·℃) 导热系数 λo=0.13W/(m·℃) 粘度 μo=0.00091 Pa·s

冷却水在32℃下的物性数据： 密度 ρi=994kg/m3 定压比热容 cpi=4.187kJ/(kg·℃) 导热系数 λi=0.626 W/(m·℃) 粘度 μi=0.000727 Pa·s

3．工艺流程图

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二、工艺过程设计计算

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