文档介绍：化工原理课程设计
课程设计题目: 列管式换热器设计
学院名称: 化学工程学院
专业: 化学工程与工艺
班级: 化工10-
姓名:
学号:
指导教师:
1 列管换热器设计任务书
设计题目:列管式换热器设计
操作条件及设计任务
处理能力 26500吨/年;操作时间 8000 小时/年
设备型式列管式换热器
操作条件
柴油处理能力:(进料量)26500吨/年
操作时间:        8000      小时/年
进出口温度:原油;入口温度65℃,出口温度100℃;
柴油:入口温度170℃,出口温度130℃。
厂址:宁波地区。
设计任务:
(1)选择适宜的列管式换热器:流程的选择、流速的选择、流体阻力的计算。
(2)工艺计算:有效平均温度差、传热系数K、传热面积A。
(3)管子及其管板的连接
(4)管数、管程数和管子的排列;
(5)壳体直径及壳体厚度的计算;
(6)折流板、支撑板的机构;
(7)温差应力及其补偿方法;
(8)在A3图纸中绘制换热器结构图、管板结构图、折流结构图,设计说明书一份、A3图纸一张;
成绩评定指导教师田小宁、杨春风
2012年 6月 1 日
目录
1 列管换热器设计任务书 2
设计题目:列管式换热器设计 2
操作条件及设计任务 2
处理能力 26500吨/年;操作时间 8000 小时/年 2
设备型式列管式换热器 2
操作条件 2
设计任务: 2
2 确定设计方案 4
列管换热器的型式 4
流程的选择 4
流速的选择 4
流体阻力的计算 4
3. 确定流体的定性温度、物性数据并选择列管换热器的型式 4
定性温度 4
物性参数 5
4 换热器的工艺计算 5
5
传热系数K 5
热流量 5
6
6
5换热器的工艺结构尺寸 6
6
、管程数和管子的排列; 6
; 7
折流板、支撑板的机构; 7
7
7
温差应力及其补偿方法; 7
温差应力:仅由管壁与壳壁温差引起的应力。 7
温差应力补偿方法 7
表换热器的主要结构尺寸和计算结果: 8
6 换热器核算 9
核算总传热系数 9
6. 1. 2 对流传热系数 9
6. 1. 3 污垢热阻 9
6. 1. 4 计算总传热系数 10
6. 1. 5 核算总传热系数 10
6. 1. 6 传热面积 10
6. 2 计算压力降 10
6. 2. 1 壳程阻力损失 10
6. 2. 2管程流动阻力 11
7 绘制原油冷却柴油的列管式换热器设计的换热器装配简图。 11
工艺流程图 11
主体设备工艺图(详细参照CAD) 11
8、设计评述 12
9、参考文献 12
2 确定设计方案
列管换热器的型式
此次设计的换热器是根据任务说明书中的条件得到到,估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大,且换热介质为易结垢物质故我选用了浮头式换热器。
浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。
柴油温度高走管程减少热损失,原油粘度大,流体在有折流挡板的壳程由于流速和流向的不断改变,在较低的雷诺数下即可达到湍流,以提高对流传热系数。且原油易结垢,走壳程容易清垢。
图1 浮头式列管换热器
1—管程隔板;2—壳程隔板;3—浮头
流程的选择
冷流体为原油,热流体为柴油。柴油的温度高,走管程可以减少热损失,原油的粘度比较大,当装有折流板时,走管程可在较低的雷诺数下即能达到湍流,有利于提高壳程一侧的对流传热系数。
流速的选择
柴油走管程、原油走壳程,选用的碳钢管假设uc=
流体阻力的计算
由Re=23038,传热管相对粗糙度,查图得摩擦系数
3. 确定流体的定性温度、物性数据并选择列管换热器的型式
定性温度
定性温度:可取流体进出口温度的平均值。
管程的定性温度为: T=(170+130)/2=150℃
壳程的定性温度为: T=(65