04347-化工原理课程设计换热器资料课件

化工原理课程设计换热器资料课件12024/1/26contents目录绪论换热器基本原理与类型换热器设计计算换热器材料选择与加工制造换热器运行维护与故障处理课程设计实例分析与讨论22024/1/2601绪论32024/1/26掌握换热器的基本工作原理和设计方法，培养解决实际工程问题的能力。通过课程设计实践，加深对化工原理课程中传热学、流体力学等理论知识的理解和应用。提高分析、解决问题的能力，培养创新意识和团队协作精神。课程设计目的与意义42024/1/26加热或冷却物料，以满足工艺要求。回收余热，提高能源利用效率。调节物料温度，保证生产过程的稳定性和产品质量。换热器在化工生产中的应用52024/1/26设计一台满足特定工艺要求的换热器，包括确定换热器类型、结构尺寸、传热面积等。编写课程设计报告，包括设计思路、计算过程、结果分析和讨论等。对所设计的换热器进行性能分析和评价，包括传热效率、压降、结构强度等。要求设计合理、计算准确、分析深入、表述清晰。课程设计任务与要求62024/1/2602换热器基本原理与类型72024/1/26热传导热量通过物体内部的微观粒子（如分子、原子或电子）的热运动进行传递。对流换热流体（气体或液体）流过固体表面时，流体与固体表面之间的热量交换。热辐射物体通过电磁波的形式向外发射能量，实现热量传递。换热器的工作原理82024/1/26ABCD换热器的类型及特点管壳式换热器由管束和壳体组成，具有结构紧凑、传热效率高、适应性强等特点。螺旋板式换热器由两张平行的金属板卷制成螺旋形，具有结构紧凑、传热效率高、能自清洗等特点。板式换热器由一系列金属板片组成，具有传热效率高、占地面积小、清洗方便等优点。热管式换热器利用热管的高效传热特性，具有传热效率高、温差适应范围广、结构简单等优点。92024/1/26换热器中的传热方式主要有热传导、对流换热和热辐射三种。表示换热器传热性能的重要参数，与流体的物性、流速、温度差以及换热器的结构等因素有关。传热系数越大，换热器的传热效率越高。换热器的传热方式与传热系数传热系数传热方式102024/1/2603换热器设计计算112024/1/26设计计算的基本步骤计算传热面积根据传热方程和给定的工艺条件，计算所需的传热面积。选择合适的换热器类型根据工艺要求、操作条件、经济性和可靠性等因素，选择合适的换热器类型。确定设计任务和设计条件明确设计目标，收集相关的工艺参数和操作条件。设计换热器结构根据传热面积和工艺要求，设计换热器的结构参数，如管径、管长、管数、折流板间距等。校核设计结果对设计结果进行校核，确保满足工艺要求和操作条件。122024/1/26传热方程的建立传热系数的确定温差的确定传热面积的计算传热面积的计算根据热量平衡原理和传热机理，建立传热方程。根据工艺条件和操作要求，确定传热过程中的温差。根据经验公式或实验数据，确定传热系数。将传热系数、温差等参数代入传热方程，计算所需的传热面积。132024/1/26管数和排布方式的设计根据传热面积和换热器结构，确定管数和排布方式，以优化换热器的性能和降低成本。换热器材料的选择根据工艺条件、操作温度和压力等因素，选择合适的换热器材料，以确保换热器的安全性和耐久性。折流板间距的设计根据流体流动特性和传热要求，设计折流板的间距和形状，以提高流体的湍流程度和强化传热效果。管径和管长的设计根据传热面积和工艺要求，选择合适的管径和管长，同时考虑流体的流动阻力和换热效果。换热器结构参数的设计142024/1/2604换热器材料选择与加工制造152024/1/26耐腐蚀性根据工艺流体的性质，选择能够抵抗腐蚀的材料，如不锈钢、钛及钛合金等。耐高温性针对高温工艺条件，选用具有优良耐高温性能的材料，如镍基合金、陶瓷等。良好的导热性为了提高换热效率，应选用导热性能良好的材料，如铜、铝等。足够的强度和刚度确保换热器在运行过程中具有足够的承压能力和抗变形能力。换热器材料的选择原则162024/1/26具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和加工性能，广泛应用于化工、石油等领域。不锈钢具有优异的耐腐蚀性和高强度，适用于处理腐蚀性强的介质，如海水淡化、化工废水处理等。钛及钛合金具有优良的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能，适用于高温、高压和强腐蚀环境。镍基合金具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能，但脆性较大，适用于特殊工艺条件。陶瓷常见换热器材料的性能特点172024/1/26根据设计要求选择合适的材料，并进行切割、打磨等预处理。材料准备采用冲压、焊接、铸造等工艺将材料加工成换热器的主体结构。加工成型对加工成型的换热器进行清洗、除锈、喷漆等表面处理，以提高其耐腐蚀性和美观度。表面处理将各部件按照设计要求进行组装，并进行严格的调试和检测，确保换热器的性能和质量符合要求。组装与调试换热器的加工制造工艺182024/1/2605换热器运行维护与故障处理192024/1/26检查换热器及其附属设备是否完好，确保无泄漏、无堵塞；检查各阀门开闭状态，确保流程畅通。启动前的准备按照操作规程逐步启动换热器，观察并记录各项运行参数，如温度、压力、流量等；及时调整操作参数，确保换热器在最佳工况下运行。启动与运行按规程逐步停止换热器运行，进行必要的维护和保养；记录停机原因和时间，为下次启动提供参考。停机与维护换热器的运行操作要点202024/1/26123定期对换热器进行全面检查，包括外观、紧固件、密封件等；发现问题及时处理，确保设备完好。定期检查根据换热器结垢情况，定期进行清洗和除垢；选择合适的清洗剂和除垢方法，避免对设备造成损害。清洗与除垢对需要润滑的部位定期加注润滑油或润滑脂，确保设备运转顺畅；对易腐蚀部位采取防腐措施，如涂漆、加装防腐片等。润滑与防腐换热器的维护与保养措施212024/1/26常见故障类型及处理方法泄漏发现泄漏应立即停机检查，找出泄漏点并进行修复；若泄漏严重，需更换密封件或紧固件。堵塞换热器堵塞会导致流量减少、压力升高，需及时停机清洗；根据堵塞原因选择合适的清洗方法，如化学清洗、机械清洗等。结垢结垢会影响换热效率，需定期进行清洗和除垢；对于严重结垢的换热器，可考虑采用化学清洗或高压水枪清洗等方法。振动与噪音振动和噪音可能是由于设备不平衡、紧固件松动等原因引起的，需及时检查并调整；若问题严重，需停机检修并更换损坏部件。222024/1/2606课程设计实例分析与讨论232024/1/26换热器在化工生产中的应用换热器是化工生产中常见的设备，用于实现两种不同温度流体之间的热量交换，以达到加热或冷却的目的。课程设计任务与要求本次课程设计的任务是设计一个满足特定工艺要求的换热器，要求掌握换热器的基本原理、设计方法和优化措施。实例背景介绍242024/1/26换热器类型的选择根据工艺条件和设计要求，选择合适的换热器类型，如管壳式换热器、板式换热器等。确定换热器的设计参数，包括流体的进出口温度、流量、压力降等。根据设计参数和换热器类型，进行热力计算，得到换热器的传热面积、热负荷等关键参数，并进行校核。根据热力计算结果，进行换热器的结构设计，包括壳体、管束、折流板等部件的设计，同时考虑结构优化措施，如增加折流板数量、改变管束排列方式等。设计参数的确定热力计算与校核结构设计与优化实例分析过程展示252024/1/26实例讨论与总结在讨论环节，同学们可以分享自己在设计过程中遇到的问题以及采取的解决方案，如设计参数的选择、热力计算方法的掌握、结构优化措施的应用等。换热器设计的优化与创