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摘要
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,以实现不同温度流体间的热能传递,又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在换热器中,至少有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,且它们是上述这些行业的通用设备,占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。根据不同的目的,换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同,换热器可以有各种各样的形式和结构。在生产中,换热器有时是一个单独的设备,有时则是某一工艺设备的组成部分。
本设计针对煤油冷却的问题设计一换热器。通过对江西地区水资源情况、常年气温情况、水价、水质等综合考虑,最后确定冷却水的用量、进出口温差等。并根据工艺过程所规定的条件,如传热量、流体的热力学参数以及在该参数下的物性进行热力学和流体力学计算。经过优化,使设计的换热设备具有尽可能小的传热面积,在单位时间内传递尽可能多的热量。
关键词: 换热器,选型,工艺设计,核算
化工原理课程设计任务书
设计题目:
煤油冷却器的设计
设计目的:
通过对煤油冷却的列管式换热器设计,达到让学生了解该换热器的结构特点,并能根据工艺要求选择合适的类型,同时还能根据传热的基本原理,选择流程,确定换热器的基本尺寸,计算传热面积以及计算流体阻力
:
:(×104)吨/a煤油
:列管式换热器
:
煤油入口温度140℃,出口温度40℃;
冷却介质:循环水,入口温度22℃,出口温度40℃;
允许压强降不大于100 KPa;
煤油定性温度下的物性数据;
密度为825kg/m3;
粘度为:×10-;
比热容为:/(kg. ℃);
导热系数为:/(m. ℃);
(5)每年按300天计,每天24小时连续运行。
:江西地区
(1)设计计算列式换热器的热负荷,传热面积,换热管,壳体,管板,封头,隔板及接管等
(2)绘制列式换热器的装配图
(3)编写课程设计说明书
设计说明书中应包括所有论述,原始数据,计算,表格等,编排顺序如下:
(1)标题页
(2)设计任务书
(3)目录
(4)设计方案简介
(5)确定物性数据
(6)主要工艺参数(热负荷,平均温差,总传热系数换热面积等传热面积)
(7)压强核算
(8)设计结果概要或设计一览表
(9)设计结果评价
(10)附图(工艺流程简图,主体设备工艺条件图)
(11)参考文献
目录
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(1)传热面积计算 - 8 -
(2)实际传热面积 - 8 -
4. 核算总传热系数 - 8 -
(1)管程对流传热系数 - 8 -
(2)壳程对流传热系数 - 9 -
(3)污垢热阻 - 10 -
(4)总传热系数 - 10 -
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、牌液孔 - 11 -
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冷却水进口温度22,。热流体进口温度140,出口温度40。冬季操作时进口温度会降低,该换管壁温和壳体壁温之差较小。T-t={(140+40)/2}-{(22+40)/2}=59>50。需要考虑热补偿,因此初步确定选用带补偿圈的固定管板式换热器。
由于江西的水的硬度比较大较易结垢,为便于水垢清洗,应使循环水走管程,煤油走壳程。选用的碳钢管。