化工原理设计多管程列管式换热器的设计

1、南京工程学院化工原理课程设计报告书课 程 名 称： 化工原理课程设计B 课 题 名 称： 多管程列管式换热器的设计 院（系、部）： 环境工程系 专 业： 环境工程 班 级： 环境111 姓 名： 王志远 学 号： 起 止 日 期： 2013-12-2 2013-12-13 指 导 教 师： 李乾军 目录前言1一、符号说明：21、物理量（英文字母）22、物理量（希腊字母）2二、设计目的3三、参数与条件设置31、 已知参数32、设计条件3四、设计计算41、确定设计方案4、选择换热器的类型4、流动空间及流速的确定42、确定物性数据53、计算总传热系数5（1）、热流量5（3）、冷却水用量6（4）、总传

2、热系数K64、设计传热面积7五、工艺结构尺寸71、管径和管内尺寸72、壳程数和传热壳数73、平均传热温差校正系数84、传热管排列和分程方法85、壳体内径86、折流板97、接管9六、换热器核算101、热量核算10（1）壳程对流传热系数，10（2）管程对流传热系数11（4）、传热面积122、换热器内流体的流动阻力12（1）、管程流动阻力12（2）、壳程阻力13（3）、总阻力13七、设计总结15八、参考文献16前言换热器是一种实现物料之间的热量传递的设备，广泛应用与化工，冶金，电力，食品等行业。它不仅可以单独作为加热器，冷却器等使用，而且是化工单元操作的重要附属设备。在化工装置中换热设备占设备数量的

3、40%左右，占总投资的35%46%。目前在换热设备中，使用量最大的是列管式换热器，尤其在高温高压和大型换热设备中占有绝对优势。一般来说，列管式换热器有易于加工制造，成本低，可靠性高，而且能适应高温高压的特点。随着新型高效传热管的不断出现，使得列管式换热器的应用范围得以不断夸大。列管式换热器在化工生产中主要作为加热（冷却）器，蒸发器，再沸器及冷凝器使用。固定管板式换热器即两端管板和壳体连接成一体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。但由于管板和壳体间结构的原因，使得管外侧不能进行机械清洗，因而多用于壳侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。当管壁于壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，

4、产生很大的温差应力，以至于管子扭曲或使管子从管板上松脱，以致毁坏整个换热器，因此，一般管壁和壳体的温度相差50以上时，换热器应有温度补偿装置。一、符号说明：1、物理量（英文字母） B 折流板间间距 m Cp 定压比热容 kJ/(kg) d 管径 m D 换热器内径 m f 摩擦因数 F 系数 G 重力加速度 m/s2 P 压力 pa n 指数 N 管数 S 传热面积 t 管心距 m u 流速 m/s2、物理量（希腊字母） 有限差值 导热系数 W/() 密度 kg/m3 粘度 Pas 对流传热系数 W/() 下标 O 管外 m 平均二、设计目的 通过课题设计进一步巩固课程所学内容，培养学生运用理

5、论知识进行化工单元过程设计的能力，使学生能够系统的运用知识。通过本次设计，学生应该了解设计的内容，方法和步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，独自设计计算，准确绘制图样，编写设计说明。三、参数与条件设置1、 已知参数 (1) 热流体（油）： T1=130 T2=50 Wh=6000kg/h (2) 冷流体（水）： t1=30 t2=40 压力 0.4MPa2、设计条件管程数：2压力降：p10100kPa (液体) 110 kPa（气体）雷诺数：Re500,所以所以流体流过折流板缺口的阻力（3）、总阻力壳程流动阻力比较适宜换热器主要结构尺寸和计算结果，换热器主要结构尺寸和计算结果见表1

6、-1表1-1换热器主要结构尺寸和计算结果换热器模式：固定管板式管口表换热面积25.2管口尺寸连接形式用途工艺参数AD80平面油品入口名称管程壳程BD80平面油品出口物料名称水油CD50凹凸面水品入口操作压力MPa0.4DD50凹凸面水品出口操作温度30/40130/50ED20凹凸面排气口流量m/s261186000FD20凹凸面放净口传热量kw2960029600总传热系数2733对流传热系数6012600污垢系数0.0.阻力降3.022.04程数21直径25*2.5mm450mm长度3000管子规格111根，管间距32mm，正三角排列折流挡板规格20块，单弓形，立式，间距135mm，切口高

7、度30%七、设计总结通过这次的课程设计，我学到了很多，虽然比较累，但是很开心，感觉这两周的课程设计比上了十几周的课还要充实，从白天一直算到晚上，有时候为了能把一个图画好赖在教室里很晚才走。当然在这其中我发现把学到的知识运用到实际操作中有很大的不同，要综合考虑很多其他方面的事,现在就来说说我设计的换热器吧。首先课程设计任务书里给了一些数据，然后我要根据所学的知识去设计一个符合要求的换热器。在正式写之前要试算，了解自己的数据在哪个范围内。还有那庞大的计算量，如果有一步算错了，后面的全错，要重新算，当然，我在这里也犯错了，把污垢系数弄反了，导致我算了两遍，不过最后还是算好了。画图也是个麻烦事，由于CAD是大一学的，现在基本忘完了，我不得不把书拿出来边看边画。还有一点不得不说，同学之间的帮助也很重要，在这个过程中，有些不懂的问题通过问同学也得到了解答。总之，在这短短两周的课程设计中，我学到很多，不光是把课本里的知识会运用，更主要的是知道了做一件事不能太着急，要有耐心，要一步一步慢慢来，只有这样才能做成事。八、参考文献1、 化工传递与单元操作课程设