化工原理课程设计——换热器的设计(草稿).docVIP

中南大学 《化工原理》课程设计说明书 题目： 煤油冷却器的设计 学院： 化学化工学院 班级： 化工0802 学号： 1505080802 姓名： ****** 指导教师： 邱运仁 时间： 2010年9月 目录 §一.任务书……………………………………………………………………………………………………-2- 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概 述…………………………………………………………………………………………………..-3- 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计…………………………………………………………………………………………………-5- 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计…………………………………………………………………………………………..-9- 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五. 换热器核算………………………………………………………………………………………….…-21- 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动……………………………………………………………………………………..…………-25- 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇…………………………………………………………………………………….……-28- §八.参考文献…………………………………………………………………………………………….…..-29- §附：化工原理课程设计之心得体会………………………………………………………………………-30- §一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目Φ25×2.5的碳钢管，管内流速取ui=0.5m/s。 3.3.确定物性数据 定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。 壳程流体（煤油）的定性温度为：T= =90℃ 管程流体（水）的定性温度为：t=℃。 在定性温度下，分别查取管程和壳程流体(冷却水和煤油)的物性参数，见下表： 密度/（㎏/m3） 比热容/（kJ/kg?℃） 粘度/（Pa?s） 导热系数/（W/m?℃） 煤油 825 2.22 7.15×10-4 0.14 水(35℃) 994 4.18 7.25×10-4 0.626 3.4.计算总传热系数 3.4.1.煤油的流量 已知要求处理能力为15万吨煤油每年（每年按330天计，每天24小时连续运行），则煤油的流量为： Wh=100000t/（330*24）=12626kg/h Wh——热流体的流量，kg/h； 3.4.2.热流量 由以上的计算结果以及题目已知，代入下面的式子，有： Q= =12626kg/h×2.22kJ/ kg?℃×(140-40) ℃ =778603W 3.4.3.平均传热温差 计算两流体的平均传热温差 暂时按单壳程、多管程计算。 逆流时，我们有 煤油：140℃→40℃ 水： 40℃←30℃ 从而， =39.1℃ 而此时，我们有： P= R= 式子中： ——热流体（煤油）的进出口温度，K或℃； ——冷流体（自来水）的进出口温度，K或℃； 由图4-19（参见天津大学出版社的《化工原理（上册修订版）》233页）可查得：=0.82﹥0.8，所以，修正后的传热温度差为： = =39.1×0.82=32℃ 3.4.4.冷却水用量 由以上的计算结果以及已知条件，很容易算得： Wc===67056.7 kg/h 3.4.5.总传热系数K 总传热系数的经验值见表3-4，有关手册中也列有其他情况下的总传热系数经验值，可供设计时参考。选择时，除要考虑流体的物性和操作条件外，还应考虑换热器的类型。 表3-4 总传热系数的选择 管程 壳程 总传热系数/[W/（