化工原理課程設計--列管式換熱器的設計

1、<p>　　化工原理課程設計任務書</p><p>　　設計題目：列管換熱器的設計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章設計方案簡介3</p><p>　　第二章 主要設備的工藝設計計算4</p><p>　　第一節(jié) 試算并初選換熱器的規(guī)格4&

2、lt;/p><p>　?。?）確定流體通入的空間4</p><p>　?。?）確定流體的定性溫度、物性數(shù)據(jù)，并選擇列管換熱器的形式4</p><p>　?。?）計算熱負荷Q和冷卻水流量5</p><p>　?。?）計算平均溫差，并確定殼程數(shù)。5</p><p>　?。?）初選換熱器的規(guī)格5</p>

3、<p>　　第二節(jié) 核算總傳熱系數(shù)6</p><p>　?。?）計算管程對流系數(shù)6</p><p>　?。?）計算殼程對流傳熱系數(shù)6</p><p>　?。?）確定污垢熱阻6</p><p>　?。?）總傳熱系數(shù) 6</p><p>　　第三節(jié) 計算壓強降7</p><

4、p>　?。?）計算管程壓強降7</p><p>　　第三章、典型輔助設備的選型7</p><p>　　第四章、設計一覽表7</p><p>　　第五章、工藝流程簡圖8</p><p>　　第七章、 參考文獻9</p><p>　　第八章、 結束語9</p><p>　　第九章、

5、 主要符號說明9</p><p><b>　　設計方案簡介</b></p><p>　　化工原理課程設計的目的和要求</p><p>　　化工原理課程設計是化工原理課程教學中綜合性和實踐性較強的環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，是使學生體察工程實際問題復雜性的初步嘗試。通過化工原理課程設計，要求學生能綜合運用本課程和前修課程的基本知識，進行融會貫通

6、的獨立思考，在規(guī)定的時間內完成指定的化工設計任務，從而得到化工設計的初步訓練。 </p><p>　　通過課程設計，應著重訓練學生如下幾方面的能力： </p><p>　　1．熟悉查閱文獻資料，搜集有關數(shù)據(jù)、正確運用公式。當缺乏必要的數(shù)據(jù)時，尚需自己通過實驗測定或到現(xiàn)場進行實際查定。 </p><p>　　2．在兼顧技術上先進性、可行性、經濟上合理性的前提下，綜合

7、分析設計任務的要求，確定化工工藝流程，進行設備選型，并提出保證過程正常、安全運行所需要的檢測和計量參數(shù)，同時還要考慮改善勞動條件和環(huán)境保護的有效措施。 </p><p>　　3．準確而迅速地進行過程計算及主要設備的工藝設計計算。 </p><p>　　4．用精練的語言、簡潔的文字、清晰的圖表來表達自己的設計思想和計算結果。</p><p>　　第二節(jié) 該設備作用&

8、lt;/p><p>　　換熱器是化學工業(yè)，石油工業(yè)及其它行業(yè)中廣泛使用的熱量交換設備。而運用得最為廣泛的是列管式換熱器。列管式換熱器的結構簡單、牢固，操作彈性大，應用材料廣。雖然在傳熱效率、緊湊性和金屬耗量等方面不及某些新型換熱設備，但其應用歷史悠久，設計資料完善，并已有系列化標準，加之其獨特的優(yōu)點，在近代層出不窮的新型換熱器設備中，仍不失其重要地位，特別是在高溫、高壓和大型換熱設備中仍占絕對優(yōu)勢。 </p&g

9、t;<p>　　列管式換熱器的設計和分析包括熱力分析，流動分析，結構分析以及強度設計。其中熱力分析最為重要。</p><p>　　第二章 主要設備的工藝設計計算</p><p>　　第一節(jié) 試算并初選換熱器的規(guī)格</p><p>　?。?）確定流體通入的空間</p><p>　　兩流體均不發(fā)生相變的傳熱過程，因水的對流傳熱系

10、數(shù)一般較大，且易結垢，故選擇冷卻水走換熱器的管程，煤油走殼程。</p><p>　?。?）確定流體的定性溫度、物性數(shù)據(jù)，并選擇列管換熱器的形式</p><p>　　冷卻介質為水，取入口溫度為34℃，出口溫度為44℃。</p><p>　　煤油的定性溫度 ℃</p><p>　　水的定性溫度 ℃</p><p&g

11、t;　　兩流體溫差 ℃</p><p>　　由于兩流體溫差大于50℃，故選用帶有補償圈的固定管板式換熱器。 </p><p>　　煤油94°C下的有關物性數(shù)據(jù)如下:密度 ρo=825 kg/m3 定壓比熱容 Co=2.22 kJ/（kg·k）導熱系數(shù) λo=0.

12、140 W/(m·k)粘度 µo=7.150×10-4 N·s/m2水35°C的有關物性數(shù)據(jù)如下:密度 ρi =992.55kg/m3 定壓比熱容 C i =4.174 kJ/（kg·k）導熱系數(shù) λi =0.632 W/(m·k)

13、粘度 µi =6.685×10-4 N·s/m2</p><p>　?。?）計算熱負荷Q和冷卻水流量</p><p><b>　　Q= W</b></p><p>　　若忽略換熱器的熱損失，水的流量可由熱量衡算求得，即</p><p>　?。?）計算平均

14、溫差，并確定殼程數(shù)。</p><p>　　又因＞，故可選用單殼程的列管式換熱器。</p><p>　?。?）初選換熱器的規(guī)格 根據(jù)管內為水，管外為煤油， </p><p>　　初選換熱器規(guī)格尺寸如下：</p><p>　　殼徑D 600 mm</p><p>　　公稱直徑S

15、 110</p><p>　　管程數(shù) 2</p><p>　　管數(shù)n 232</p><p>　　管長L 6 m</p><p>　　管子直徑 </p><p>　　管子排列方式 正三角形</p><p&g

16、t;　　換熱器的實際傳熱面積</p><p>　　該換熱器要求的總傳熱系數(shù)為：</p><p>　　第二節(jié) 核算總傳熱系數(shù)</p><p>　?。?）計算管程對流系數(shù)</p><p>　?。?）計算殼程對流傳熱系數(shù)</p><p><b>　?。?）確定污垢熱阻</b></p>

17、<p>　　（4）總傳熱系數(shù) </p><p>　　安全系數(shù)：22.14%</p><p>　　則該換熱器傳熱面積的裕度符合要求。</p><p>　　第三節(jié) 計算壓強降</p><p>　?。?）計算管程壓強降</p><p><b>　　=</b></p>

18、<p>　?。?）計算殼程的壓強降</p><p><b>　　=</b></p><p>　　從上面計算可知，該換熱器管程與殼程的壓強降均滿足題設要求，故所選換熱器合適。</p><p>　　第三章、典型輔助設備的選型</p><p>　　由于水的流量為 ，煤油的流量為 ，所以根據(jù)泵規(guī)格,選擇IS100—80

19、—125和80Y—60B的泵。</p><p><b>　　第四章、設計一覽表</b></p><p>　　第五章、工藝流程簡圖</p><p>　　第六章、主體設備工藝條件圖(附圖)</p><p><b>　　第七章、 參考文獻</b></p><p>　　1、夏清，陳常

20、貴，姚玉英等，化工原理（上冊）.天津：天津大學出版社，2005</p><p>　　2、柴誠敬，王軍，張纓，化工原理課程設計，天津：天津科學技術出版社，2006</p><p>　　3、任曉光，宋永吉，李翠清等，化工原理課程設計指導，北京：化學工業(yè)出版社，2009 </p><p>　　4、陳聲宗等，化工設計（第二版），北京：化學工業(yè)出版社，2008</p&

21、gt;<p>　　5、熊潔羽，化工制圖，北京：化學工業(yè)出版社，2007</p><p>　　6、史賢林，田恒水，張平，上海：華東理工大學出版社, 2005</p><p>　　7、厲玉鳴等，化工儀表及自動化（第四版），北京：化學工業(yè)出版社，2006</p><p><b>　　第八章、 結束語</b></p><

22、;p>　　在整個設計過程中，有很多人給了我很多指導和幫助。首先要感謝我們的指導老師，她嚴謹細致、一絲不茍的治學態(tài)度一直是我學習中的榜樣，更是我這次設計中所追求的態(tài)度，此外她循循善誘的指導和不拘一節(jié)的思路給予了我無盡的啟迪。其次要感謝我身邊的同學、朋友，感謝他們?yōu)槲姨岢龅膶氋F的建議和意見，有了他們的支持、鼓勵和幫助，我才能更好更快的完成此次課程設計。</p><p>　　通過此次設計過程我們鞏固了所學內容，理