文档介绍：化工原理课程设计任务书
课题名称列管式换热器(热水冷却器)
课题性质工程设计类
班级应用化学(一)班
学生姓名 XXXXXX
学号 20090810030117
指导教师 XXXXXX
目录
目录 1
任务书 3
3
3
3
4
符号说明 4
确定设计方案 5
5
5
确定物性数据 5
估算换热面积 7
1. 热流量 7
工艺结构尺寸 8
1. 管径和管内流速 8
2. 管程数和传热管数 8
8
9
9
10
10
10
换热器核算 11
11
(1)壳程表面传热系数 11
(2)关内表面传热系数 12
(3)污垢热阻和管壁热阻 12
(4)传热系数Kc 13
(5) 传热面积裕度 13
14
换热器内流体的流动阻力 15
(1)管程流体阻力 15
(2)壳程阻力 16
换热器主要结构尺寸和计算结果表 17
参考文献 18
设计结果评价 19
总结 21
任务书
热水冷却器的设计
通过对热水冷却器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。
1 处理量 ×104t/a热水
(1)热水:入口温度85℃,出口温度52℃
(2)冷却介质:循环水,入口温度24℃,出口温度36℃
(3)允许压降:不大于105Pa
(4)每年按330天计算,每天24小时连续运行
(1)设计计算列管式换热器的热负荷,传热面积,换热管,壳体,管板,封头,隔板及接管等。
(2)绘制列管式换热器的装配图。
(3)编写课程设计说明书
符号说明
英文字母气化潜热,kJ/kg;
B——折流板间距,m; R——热阻,m2·℃/ W;因数;
C——系数,无量纲; Re——雷诺准数;
d——管径,m; S——传热面积,m2;
D——换热器外壳内径,m; t——冷流体温度,℃;
f——摩擦系数; 管心距,m;
F——系数; T——热流体温度,℃;
h——圆缺高度,m; u——流速,m/s;
K——总传热系数,W/(m2·℃); W——质量流量,㎏/s;
L—管长,m; 希腊字母
m——程数; α——对流传热系数,W/(m2·℃)
n——指数,管数,程数; △——有限差值;
N——管数,程数; λ——导热系数,W/(m2·℃);
NB——折流板数; μ——粘度,Pa·s;
Nu——怒塞尔特准数; ρ——密度,㎏/m3;
P——压力,Pa;因数; φ——校正系数;
Pr——普兰特准数; 下标
q——热通量,W/m2; c——冷流体; i——管内;
Q——传热效率,W; h——热流体; o——管外;
r——半径,m; s ——污垢; m——平均;
确定设计方案
两流体温度变化情况:热流体进口温度85℃,出口温度52℃;冷流体进口温度24℃,出口温度36℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑这一素,估计该换热器的管壁温和壳体壁温之较大,因此初步确定选用浮头式换热器。
从两物流的的操作压力看,应该使热水走管程,循环水走壳程。但由于循环冷水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的传热能力下降,所以从总体考虑,应使循环水走管程,热水走壳程。
确定物性数据
定性温度:对于水等低粘度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程热水的定性温度为
T=(T1+T2)/2=(85+52)/2=(℃)
管程流体的定性温度为
t=(t1+t2)/2=(24+36)/2=30(℃)
饱和水的物理性质
温度(t)/℃
密度(ρ)/㎏/m3
比热容(cp×10-3)/J·㎏-1·k-1
热导率(λ×102)/W﹒m-1·k-1
黏度(μ×106)/Pa·s
30
60
70
℃下的有关物性数据如下
密度ρo=㎏/m