管壳式换热器课程设计说明书.docVIP

郑州大学 课程设计说明书 题 目： 纵向流管壳式换热器设计 指导教师： 吴金星 职称： 教授 学生姓名： 学号： 专 业： 能源与动力工程 院（系）： 化工与能源学院 完成时间： 2015年 9 月 21 日 课程设计任务书 院系 化工与能源学院 专业 能源与动力工程 姓名 杨禹坤 学号 201512232821 设计题目 纵向流管壳式换热器设计 对应课程 传热学、换热器原理与设计 设计背景 纵向流管壳式换热器是调节工艺介质温度、余热回收的关键设备，也是传热学、换热器原理与设计课程对应的实际应用设备。作为一种通用的工艺设备，在能源、动力、制冷、冶金、化工、炼油、轻工、医药等许多工业部门中有广泛的应用。因此，掌握纵向流管壳式换热器的设计和计算方法，不但能够巩固换热器原理与设计和传热学知识，学会设备设计、计算和绘图方法，而且对今后的工作也大有裨益。 设计参数 本设计是针对管壳式换热器的一种结构型式——纵向流式，即壳程管束采用折流杆、螺旋肋片、花瓣孔板、螺旋折流板等支撑型式，使壳程流体基本呈纵向流或螺旋流，在提高换热效率的同时，减小壳程压降即流动阻力。主要介质的参数如下： 换热器管程介质：流量 2.4t/h；工作压力：常压 ；进水温度：23 ℃；出水温度：55 ℃；壳程介质：流量 4t/h；工作压力：常压 ；进水温度：90 ℃；出水温度：75 ℃。 设计计算内容 1、对纵向流管壳式换热器结构型式进行初步选择； 2、对纵向流管壳式换热器的材料、主要结构及其参数进行初步选择； 3、纵向流管壳式换热器的传热工艺计算； 4、纵向流管壳式换热器的零部件结构设计； 5、用AUTOCAD绘制纵向流管壳式换热器的总装备图及零部件； 6、撰写课程设计说明书。 设计要求 1、计算部分要求列出所有计算公式，凡出现公式处均必须代入相应数据； 2、总装备图及零部件必须严格按照工程图的绘制方法进行绘制； 3、课程设计说明书应包括设计条件、设计思路、计算过程、结构设计方法等详细内容。 书写格式要求 1、封面：题目、姓名、时间、指导教师姓名； 2、正文：设计条件、设计思路、计算过程及结果、结构设计方法等详细内容； 3、参考文献。 参考文献 [1] 林宗虎，汪军．强化传热技术．北京：化学工业出版社，2007 [2] 吴金星，曹海亮等.高效换热器及其节能应用，北京：化学工业出版社，2009 [3] 钱颂文.换热器设计手册，北京：化学工业出版社，2008 备注 通过课程设计培养大家对换热器和传热学的基本原理的实际应用，重点锻炼计算机绘图能力，以及将设计过程用文字的表达能力等。 课程设计说明书 1.换热器传热工艺计算 1.1 参数的初步选择 换热器管程介质：流量 2.4t/h；工作压力：常压 ；进水温度：23 ℃；出水温度：55 ℃；壳程介质：流量 4t/h；工作压力：常压 ；进水温度：90 ℃；出水温度：75 ℃。 1.2 传热系数计算 计算 步骤 计算内容及过程 计算结果 1.计算热负荷 热负荷. 冷水的定性温度 ℃ 热水的定性温度 ℃ 两流体的温差 ℃ 水在39℃下的有关物性数据 水在82.5℃下的有关物性数据 密度 992.6 密度 970.0 定压比热容 4.174 定压比热容 4.200 导热系数 0.633 导热系数 0.676 运动粘度 6.736E-07 运动粘度 3.560E-07 4.42 2.14 粘度pa=s 0.6685E03 0.3478E03 2.冷水用量 冷水用量. 两流体的温差 ，不需要热补偿 3.计算平均传热温差 平均传热温差，本设计采用逆流， 4.总传热系数k 选取经验传热系数 根据管程走冷水，壳程走热水， 假定总传热系数K=453 K=453 5.估算换热面积 估算换热面积m2 m2 m2 初步选择换热器结构 取管间距（中心距）0.025m，填充系数， 估算管板直径：GB151图14 m 查GB151，得到筒体内径选用Dn=0.200m，检验L/D是否在 4~10之内，经检验L/D=9.13，显然满足要求。 Dn=0.200m 壳程流速和对流热阻 壳程流通截面积 壳程流速 ； Re=37767.5， h1=0.36*0.633/de*Re0.55*2.141/3=