化工原理设计(换热器设计)概要.doc

化工原理设计(换热器设计)纲要 化工原理设计(换热器设计)纲要 PAGE / NUMPAGES 化工原理设计(换热器设计)纲要 广东石油化工学院 化工原理课程设计说明书 题 目： 柴油预热原油的管壳式换热器 学生班级： 学生姓名： 学生学号： 18 指导教师： 李燕 化学化工学院 年 月 日 化工原理课程设计任务书 1 一、 设计题目 ：列管式换热器设计 二、设计任务及操作条件 某炼油厂用柴油将原油预热。 柴油和原油的有关参数以下表 , 双侧的污垢热 -4 2 5 阻均可取 1.72 × 10 m.K/W，要求双侧的阻力损失均不超出 0.5 ×10 Pa。试采纳一台适合型号的列管式换热器。 (x: 学号 ) 三、设计要求 提交设计结果，达成设计说明书。 设计说明书包含：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、 参照文件及设计自评表、换热器装置图等。 （设计说明书及图纸均须手工达成） 四、定性温度下贱体物性数据 温 度 ℃ 质量流量 比 热 密 度 导热系数 粘度 物料 进口 出口 kg/h kJ/kg. ℃ kg/m 3 Pa.s W/m.℃ 柴油 175 T 34220 2.48 715 0.133 0.64 × -3 10 2 原油 70 110 44330 2.20 815 0.128 3.0 × 10-3 介绍总 K=45~280 W/m. ℃ 注：若采纳错流或折流流程，其均匀传热温度差校订系数应大于 0.8 五、参照书目 : 1、姚玉英 . 化工原理 ,上册 ,1 版.天津 :天津大学第一版社 ,1999 2、柴诚敬 .化工原理课程设计 . 1 版.天津 :天津大学第一版社 ,1994 3、匡国柱 .化工单元过程及设施课程设计 . 1 版.北京 :化学工业第一版社 ,2002 4、李功祥 .常用化工单元设施设计 .1 版 .广州 :华南理工大学第一版社 ,2003 12 目 录 1. 设计任务书 . 1 2. 概括 . 2 3. 设计条件及物性参数表 2 4. 方案设计和制定 . 3 5. 设计计算 . 6 6. 热量核算 . 11 7. 参照文件 . 16 8. 心得领会 . 17 13 1．设计任务书 1.1 设计题目 用柴油预热原油的管壳式换热器 1.2 设计任务 查阅文件资料，认识换热设施的有关知识，熟习换热器设计的方法和步骤； 依据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算； 依据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器构造设计； 以换热器工艺设计及计算为基础，联合换热器构造设计的结果，绘制换热器装置图； 编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结， 设计说明书应该用简短的文字和清 晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。 1.3 操作条件 温 度 ℃ 物料 质量流量 比 热 密 度 导热系数 粘度 kg/h kJ/kg. ℃ 3 W/m.℃ Pa.s kg/m 进口 出口 柴油 170 2 35080 2.48 715 0.133 -3 T 0.64 × 10 原油 60 105 41104 2.20 815 0.128 3.0 ×10-3 1 2.概括 在不一样温度的流体间传达热能的装置称为热互换器 , 简称为换热器。在换热器中起码要有两种温度不一样的流体 , 一种流体温度较高 , 放出热量 ; 另一种流体则温度较低 , 汲取热量 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中宽泛使用各样换热器 , 它们也是这些行业的通用设施 , 并据有十分重要的地位。 设计条件及物性参数表 3.1 操作条件 原油：进口温度 60℃ 出口温度 105℃ 质量流量： 41104 kg/h 加热介质柴油：进口温度 170℃ 出口温度 T2 质量流量： (35080)kg/h 同意压降：不超出 0.3 ×105Pa 方案设计和拟定 依据任务书给定的冷热流体的温度，来选择设计列管式换热器中的浮头式换热器； 再依照冷热流体的性质， 判断其能否易结垢， 来选择管程走什么， 壳程走什么。在这里， 柴油走管程，原油走壳程。从手册中查得冷热流体的物性数据，如密度，比热容，导热 系数，黏度。计算出总传热系数，再计算出传热面积。依据管径管内流速，确立传热管 数，标准传热管长为 6m，算出传热管程，传热管总根数等等。再来就校订传热温差以及 壳程数。确立传热管摆列方式和分程方法。依据设计步骤，计算出壳体内径，选择折流 板，确立板间距，折流板数等，再设计壳程和管程的内径。分别对调热器的热量，管程 12 对流系数，传热系数，传热面积进行核算，再算出头积裕度。最后，对传热流体的流动 阻力进行计算，假如在设计范围内就能达成任务。 4.1 列管式换热器种类选用 依据固定管板式的特色：构造简单，造价便宜，壳