换热器设计计算书

1、设计计算书1、 流体流经的确定 由于原油粘度比较大，根据化工原理P280第点，选择原油走壳程，柴油走管程。2、 根据传热任务计算热负荷Q 3、 液体两端温度的确定 由热平衡可知 所以 管程中柴油的定性温度为 壳程中原油的定性温度为 柴油原油质量流量/（kg/h）3427044405进出口温度/°C进口出口进口出性温度/°C15290密度/(kg/m3)715815定压比热容/kJ/(kg·°C)2.482.20黏度/mPa·s0.643.0热导率/W/(m·°C)0.1330.128 两流体的平均温

2、差，暂按单壳程，多管程进行计算，逆流时平均温差为 而 按单壳程结构，查化工原理图4-19得 ，所以平均传热温差为 4、 管壳式换热器类型的确定 （1）计算估算的传热面积 假设总传热系数则估算的传热面积为 （2）根据初选标准换热器 选用较高级冷拔传热管（碳钢）。由于,且根据估算的传热面积和管径，由换热器标准系列中选定浮头式F700-2.5-118.1型换热器，有关参数如下壳径D/mm700管子尺寸/mm25×25公称压强/MPa2.5管长/m6公称面积/m2118.1管子总数256管程数4管子排列方式正方形斜转45º实际的传热面积为 若选择该型号的换热器，则要求过程的总传热系

3、数为 5、 核算压强降 （1）管程压强降 其中 管程流通面积为 则 故管程压强降能满足题设要求。（2）壳程压强降 管子为正方形斜转45°排列，F=0.4。 采用圆缺型挡板，取圆缺型挡板切去弓形高度为壳体内径的25%，则切去的弓形高 度为约取，取折流挡板间距h=0.6m。 壳程流通面积为 所以 所以 故壳程压强降能满足题设的要求。6、 核算总传热系数及传热面积 （1）管程对流传热系数 所以 （2）壳程对流传热系数 取换换热器列管之中心距。则流体通过管间最大截面积为 壳程中原油被加热，取。所以 （3） 污垢热阻 管内、外侧污垢热阻分别取为 （4） 核算总传热系数 所以 由前面的计算可知，

4、选用该型号换热器时要求过程的总传热系数为，在规定的流动条件下，计算出的为，安全系数为 故所选的换热器是合适的。（5） 核算传热面积 所需的传热面积为 换热器的面积裕度为 即比大18%，故设计成功。7、 其它附件拉杆数量与直径按计算机辅助化工制图与设计表5-8选取，本换热器传热管外径为25mm，壳体公称直径为700mm，故其拉杆直径为mm，拉杆数为4个。壳程入口处，应设置防冲挡板。8、接管 （1）壳程流体进出口接管：取接管内原油流速，则接管内径为： 圆整后可取管内径为170mm。 （2）管程流体进出口接管：取接管内柴油流速,则接管内径为： 圆整后可取管内径为100mm。9、 换热器主要结构尺寸和

5、计算结果 参数管程壳程质量流量/（kg/h）3427044405进（出）口温度/°C175（129）70（110）物性定性温度/°C15290密度/(kg/m3)715815定压比热容/kJ/(kg·°C)2.482.20黏度/mPa·s0.643.0热导率/W/(m·°C)0.1330.128普朗特数11.951.6设备结构参数型式浮头式壳程数1壳体内径/mm700台数1管径/mm25×25管心距/mm32管长/mm6000管子排列正方形斜转45º管子总数/根256折流板数/个9实际传热面积/m2118

6、.6折流板间距/mm600管程数4材质碳钢主要计算结果管程壳程流速/(m/s)0.660.16对流传热系数/W/(m2·°C)891325污垢热阻/(m2·°C/W)1.72×10-41.72×10-4阻力/MPa12034.4731热流量/W10845455.6传热温差/°C53.3总传热系数W/(m·°C)203面积裕度/%1.1810、 参考文献 1夏清、陈常贵主编，化工原理（上册），天津：天津大学出版社，2005.1，229、232、248、253-254、274、279-290、356、366-

7、367 2申迎华、赫晓刚主编，化工原理课程设计，北京:化学工业出版社，2009.5,84-102 3方利国主编，计算机辅助化工制图与设计，北京:化学工业出版社，2010.4,137-173 4孙培先主编，画法几何与工程制图，北京：机械工业出版社，2004.8,90-9111、 设计自评传热学课程设计是培养个人综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，也起着培养学生独立工作能力的重要作用。课程设计对自己来说并不陌生，因为早前就做过其它课程方面的设计，但经过这次的换热器设计，从中了解到换热器的工作原理及在生产过程中应该注意的问题，掌握了换热器的操作过程及运用。初次接触传

8、热学课程设计，听课的时候一头雾水，根本不知道该做什么，该怎么做，无从下手，只是觉得好难。有一段时间都在观望。所以自己设计的时候只能是根据参考书上提供的模板，用新的数据代替旧的数据，花了前三天时间，计算了十多个遍，终于把计算部分完成了。在计算过程，我裕度15，在合理范围内，但是，一看压力降，彻底崩溃了，三万多帕，天啊，完全不合理。再细看模板和自己的设计的时候，发现了很多问题，我的设计根本是行不同，果真用这设计的话，也是谋财害命。第四天，接下来就是画图了，由于学过机械制图，以为画图比较简单，5个小时左右可以完成，谁知道，画图更难，这主要是因为在设计的时候，没有兼顾考虑到画图，因此设计出来的管数很难

9、安排，冥思苦想了好久，换了好多方案，查了好多资料，最终才决定出最后的画图方案。通过这次的课程设计让我自己对化工原理理论及传热学的理论有了更加深入的了解，同时在设计过程我发现书本上的理论知识与实际运用存在着不小的差距，书本上的东西很多都是理想化后的结论，忽略了很多实际的因素，或者涉及的不全面，可在实际运用过程中这些因素是不可以被忽略的，我们不得不考虑这方面的问题。还有，自己在设计过程中发现很多数据都不可能能唯一确定的，要根据经验值取用，这样的处理方法较接近生活处理的活例子，这使我学到更多切合实际的知识并懂得运用，相信对自己以后生活、工作上肯定有很大的帮助。 其实，在换热器的设计过程中，虽然遇到了很多问题，也犯了不少错误，但是我感觉我的理论运用于实际的能力得到了提升，主要有以下几点： （1）掌握了查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； （2）培养了迅速准确的进行工程计算的能力； （3）学会了用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 （4）进一步熟悉wor