柴油-原油换热器工艺的设计说明书

Word格式设计题目：柴油-原油换热器工艺设计.设计任务书设计题目列管式换热器（原油预热器）的设计操作条件某炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表 ，两侧的污垢热阻均可取1.72X10-4m2.KW,要求两侧的阻力损失均不超过0.3M105Pa。物料温度C质里濡里kg/h比热kJ/kg.C密度kg/m3导热系数W/m.C粘度Pa.s入口出口柴油195T2700002.487150.1330.64X10-3原油3075800002.208150.1283.0X10-31.3设计要求及内容1、查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；2、根据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；3、根据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器结构设计；4、以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；5、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。完美整理用 至uTOC\o"1-5"\h\z源。 引用源。浮头式76瓶耍工工，172 6000 22 ~ ~~300 150 600式 形表3管口表aDN150柴油入口凹凸面bDN150柴油出口凹凸面cDN150原油入口凹凸面dDN150原油出口凹凸面5.参考文献［1］柴诚敬，张国亮等.化工流体流动与传热［M］.北京：化学工业出版社［2］余国琮等.化工容器及设备［M］.北京：化学工业出版社，1980［3］匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计［M］.北京：化学工业出版社，2002［4］化工设备技术全书编委会.换热器设计［M］.上海：上海科学技术出版社，1988［5］徐中全译，尾花英郎著.热交换器设计手册［M］.北京：石油工业出版社，1982［6］卓震主.化工容器及设备［M］.北京：中国石化出版社，1998［7］潘继红等.管壳式换热器的分析与计算［M］.北京：科学出版社，1996［8］朱聘冠.换热原理及计算［M］.北京：清华大学出版社，1987［9］大连理工大学.化工原理（上册）［M］.大连：大连理工大学出版社，1993［10］兰州石油机械研究所.换热器（上册［M］）.北京：中国石化出版社，1992［11］时均等.化学工程手册（第二版，上卷）［M］.北京：化学工业出版社，19966.附录«««51^0x101«««51^0x1015191OxID48靠_|s,»»0"W流体的污垢热阻液体的用濡热配 1毓眸名林d*s""微馀髯伸E曲1 1士与个 auKWH斯盘阐 e-E_1看武阴合•・•(在ID1*|r7i9^mLO*有璃移L/Tr?7-W*————・1・气17dtr4ns^nLW97苒HT* _攀植l,TH7w\a-41 1K«*!.7W7xIO'*端匕O.IWSvlLMJ?197*IO'4临门I.TWIjiHT*・购油玉」刃0工X|T*H1 *林，QJ*1M|Q4由'的宵，'17W7*10',卜1———_1_1 "—3诩。设‘餐油'^,43»4-5.mO)x)04表二一一流体的污垢热阻小于111 1B-W _厂——— —r!*»贰2 _—_小于25 ___大于0:wirwc小于1』 【大于IQ ［小于1。 ［圻1。 _---・乩俄RUi・。・)| _ _ - ,事^―■— । iJM7«JO'* ■，止 _ __ - ^―< ・%*东斗东幅炉物质]i.TWT^W134^4XId*流体的污舜院的0tw10-见即(■101表三一一换热器常用流速范围MJ、毫咐科&W.HMf*10*100.5*1>10D,t>LI。，-13S*»05-1?0,5-1/必IS,0，0.4*L0DJ«M?7

表四一一合理压降的选取合理II力n的援取疑作【1，力」M星i含豆压〃号ra- ——^--&IF户」“加…加加0" _____；.1方行皿修0*1/ ___|F«llx _aK-i.iiK^1 __ , ,Fill*ttf>ll«itfQJCW图五一一对数平均温差校正系数对数平均・塞收正摹旅停对数平均・塞收正摹旅停图六一一对数平均温差校正系数表七一一流体相变对流传热系数设体用量对嘉鲁焦RI*[」工1件_WK艮寸「■直，的育程.凶呻《妇史_I. *,m*I轿能尺九*外程航图八一一莫狄图翰系屿雌教及相对粗糙度的关系表九一一液体无相变对流传热系数日动状色 美・式I他•口一如***即:MS⑺"⑺'

适用金件低骷度梅体.It体加精e=0.4,/加■=0J;ft>10000^74R*m.W,曲04血八（1*与广1m尺寸凝定性”*■体嫌出口♦度时fl*▼均■.**货«Wft**货«Wft%加aJ4"…。哄⑵”⑺【夕“w尺寸小定幄jkMMt体建由口翅盘的。术累均值5.覃管三糙:工壁文备看零检"，「僧以r./<2W（06<Ac6WJ">，）>楣明裨性尺寸dti症性总度：充作进出n谡度的#1：平均值i『Jk空加..*■1陋籍.*■1陋籍"y•=。皿£（乎）（？）I■号j7）ionn<Xr<2ii>；力看配苗的环H钟得MU中依正WIL“过我就书海柠博事刘，他二口33&f1!外强制时tt

«

卦牵AZ*+（乎广与广1吗冷广（铲mn.MKk-i^»>3aD.特出尺丸管林桂w,置用管蠹,曾东择我•Uh**300k带征尺九管钟咂4.面盍里■第聚快中拉*…站球””广:“四¥陌铲时肾

IHE尺隹方・直莅*"tttiLi**像道出口温度蚪H*书均值".*«tth符号说明英文字母Cp 定压比热容，kj/(kg.C)qm 热容量流率比d 管径，mD 换热器壳径，mf 摩擦因数F 系数TOC\o"1-5"\h\zg 重力加速度， m/s2B 挡板间距，mK 总传热系数，W/(m2-C)l 长度， mL 长度， mn 管数N 程数p 压强，Paq 热通量， W/m2Q 传热速率或热负荷，Wr 汽化热或冷凝热，kj/kgr 热阻，m2.c/WS 传热面积，m2t 流体温度，℃T 流体温度，℃u 流速，m/s希腊字母a 对流传热系数，W/(m2-C)入 导热系数，W/(m-C)£ 传热系数N 黏度，Pa-sp 密度，kg/m3小 校正系数下标2 管外e 当量管内s 污垢t 传热m 平均7.设计小结在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器 ,它们也是这些行业的通用设备 ,并占有十分重要的地位。随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。列管式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体速 度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过 50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。进行换热的冷热两流体，按以下原则选择流道：①不洁净和易结垢流体宜走管程，因管内清洗较方便；②腐蚀性流体宜走管程，以免管束与壳体同时受腐蚀；③压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力；④饱和蒸汽宜走壳程，因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关 ,且冷凝液容易排出；⑤若两流体温度差较大,选用固定管板式换热器时，宜使传热分系数大的流体走壳程，以减小热应力。浮头式换热器主要有壳体、浮动式封头管箱、管束等部件组成。浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，也就是壳体在管束热膨胀自由，管束与壳体之间没有温差应力。一般浮头设计成可拆卸结构，使管束可自由地抽出和装人。常用的浮头有两种形式，第一种是靠夹钳形半环和若干个压紧螺钉使浮头盖和活动管板密封结合起来，保证管内和管间互不渗漏。另一种是使浮头盖法兰直接和勾圈法兰用螺栓紧固，使浮头盖法兰和活动管板密封贴合，虽然减少了管束的有效传热面积，但密封性可靠，整体较紧凑。浮头式换热器的特点是：（1）清洗方便，管束可以抽出，清洗管壳、管程；（2）介质问温差不受限值；（3）可在较高的温度和压力下工作，一般温度0450C,压力06.4MPa；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀的场合；（6）浮头式换热器的缺点是，小浮头易产生泄漏，金属材料耗量大，结构复杂。通过此次设计，了解了很多关于换热器的知识，如换热器的选型，换热器结构和尺寸的确定，以及计算换热器的传热面积和流体阻力等等。最最重要的是我深刻认知做设计计算时要非常小心，因为一不