文档介绍：前言
在工业生产中,为了实现物料之间热量传递过程的一种设备,统称为换热器。它是化工、炼油、动力、原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说,换热器尤为重要。在化工生产中,为了工艺流程的需要,往往进行着各种不同的换热过程:如加热、冷却、蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备,通过这种设备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足工艺上的需要。
在换热设备中,应用最广泛的是管壳式换热器。目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器,在许多工业部门中被大量地使用。尤其在化工生产中,无论是国内还是国外,它在所有的换热设备中,仍占主导地位。
管壳式换热器是把管子与管板连接,再用壳体固定。它的形式大致分为固定管板式、釜式浮头式、形管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种。根据介质的种类、压力、温度、污垢和其它条件,管板与壳体的连接,传热管的形状与传热条件,造价便宜,维修检查方便等情况,同时也需要了解各种结构形式的特点来选择设计制造各种管壳式换热器。
本设计根据设计要求,由于温差应力较大选用浮头式换热器。
浮头式换热器如图所示。一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的,故当两种介质的温差较大时,管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构,使管束可以容易地插入或抽出(也有设计成不可拆的),这样为检修、清洗提供了方便。但结构较复杂,而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况,所以在安装时要特别注意其密封。
目录
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参考文献 13
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化工原理课程设计任务书
设计题目:设计一煤油冷却器
设计条件:
1、处理能力 160000吨/年
2、设备型式列管式换热器
3、操作条件
流体
名称
入口温度/℃
出口温度/℃
物料
煤油
140
80
加热冷却介质
自来水
30
50
允许压力降: 热损失:按传热量的10%计算
每年按330天计,每天24小时连续运行
设计内容
4、前言
5、确定设计方案(设备选型、冷却剂选择、换热器材质及载体流入空间的选择)
6、确定物性参数
7、工艺设计
8、换热器计算
(1)核算总传热系数(传热面积)
(2)换热器内流体的流动阻力校核(计算压降)
机械结构的选用
(1)管板选用、管子在管板上的固定、管板与壳体连接结构
(2)封头类型选用
(3)温差补偿装置的选用
(4)管法兰选用
(5)管、壳程接管
10、换热器主要结构尺寸和计算结果表
11、结束语(包括对设计的自我评书及有关问题的分析讨论)
12、换热器的结构和尺寸(4#图纸)
13、参考资料目录
水(30℃)
水(50℃)
可循环利用
浮头式换热器
产品:
煤油(80℃)
煤油(140℃)
某生产过程中,用自来水将煤油从140℃冷却至80℃。已知换热器的处理能力为160000吨/年,冷却介质自来水的入口温度为30℃,出口温度为50℃,,热损失按传热量的10%计算,每年按330天计,每天24小时连续运行,试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。
选择换热器的类型两流体温度变化情况:
热流体进口温度140℃,出口温度80℃,
冷流体进口温度30℃,出口温度50℃。
进口温度差-=110℃>100℃,因此初步确定选用浮头式换热器。
管程安排由于自来水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器热流量下降,而且管程较壳程易于清洗,再加上热流体走壳程可以使热流体更易于散热,减小能耗,所以从总体考虑,应使自来水走管程,混合气体走壳程。
定性温度:对于一般气体和水等低粘度流体,其定性温度可取流体进、出口温度的平均值。故壳程煤油的定性温度为
℃
管程流体的定性温度为
℃
查资料得,煤油在110℃下的有关物性数据如下:
水在40℃下的有关物性数据如下:
计算传热量
热流体的质量流量:
热流体