化工原理课程设计-列管式换热器的工艺设计和选用精选.docVIP

成 绩 华北科技学院环境工程系 《化工原理》课程设计报告 设计题目 列管式换热器的工艺设计和选用 学生姓名 学 号 3 指导老师 专业班级 化工B113班 教师评语 设计时间：2013年12月9日至2013年12月20日 设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用 设计条件 某生产过程要求用冷却循环水将有机液体产品从140℃冷却至40℃，冷却循环水的进口温度为30℃，出口温度为45℃。有机液体产品的流量为3.5×100kg/h，设计要求管程压降均不大于60kPa。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 二、设计说明书的内容 1、目录； 2、设计题目及原始数据（任务书）； 3、论述换热器总体结构（换热器型式、主要结构）的选择； 4、换热器加热过程有关计算（物料衡算、热量衡算、传热面积、换热器型号、壳体直径等）； 5、设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）； 6、 1.1选择换热器类型 两流体的温度变化情况：热流体进口温度为1℃，出口温度为℃；冷流体进口温度为℃，出口温度为℃。从两流体的温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差大于50℃，因此初步确定选用浮头式换热器。 流径安排 确定物性数据Kg/m3 粘 度 Pa.s 比热容 kJ/(kg. ℃) λ导热系数W/(m. ℃) 有机液体 986 0.54×10-3 4.19 0.662 水 993 0.69×10-3 4.17 0.630 2、估算传热面积热负荷的计算 2.2 平均传热温差 平均传热温差校正系数： 查阅相关图表，可得到=0.970.80， 2.3 估K值 2.4由K值估算传热面积 考虑到15%的面积裕度，S= 2.5冷流体用量 2.6初选换热器型号 由于两流体温差较大和为了清洗壳程污垢，采用JB系列的浮头式列管换热器，由JB系列标准初选 JB∕T4714-92-800-168.5-25-2I，有关参数列表见下表： 项目 参数 项目 参数 外壳直径D/mm 800 管子尺寸/mm 换热面积 168.5 管长L/mm 6 管程数 2 管数N 366 管子排列方式 正方形 管中心距 t/mm 32 实际换热面积 采用此换热面积的换热器，要求过程的总传热系数为： 3、工艺结构尺寸 3.1 管径、管长、管数 传热管（碳钢），管长l=6m 取有机液体流速1.14 计算管数 所需传热管长度 如按单管程设计，传热管过长，宜用多管程结构，所以换热器管程数为 所以传热管总数 N=1832=366(根) 3.2 确定管子在管板上的排列方法 横过管束中心线的管数 3.3 壳体内径的计算 1 取管板利用率为η=0.7 则壳体内径 取D取为800mm 3.4 折流档板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺 高度为) 折流板间距：B=0.3D，B=0.3800mm=240mm,取B为300mm 3.5 计算壳程流通面积及流速 计算壳程流体流速 3.6 计算实际传热面积 3.7传热温差报正系数的确定 查阅相关图表，可得到=0.970.80 查资料知壳程数 3.8 管程与壳程传热系数的确定 当量直径，由正方形排列得： 壳程流通截面积： 壳程流体流速及其雷诺数：