化工原理课程设计。
---换热器的设计。
学院：石油化工学院。
班级：化工 1003 班。
姓名： 孙皓升
学号：1001010310
成绩。换热器设计任务书 - 2 -
工艺计算 - 3 -
方案一 - 3 -
方案二 - 8 -
计算结果汇总 - 13 -
分析与讨论 - 14 -
符号表 - 16 -
换热器工艺流程图 - 18 -
一、设计任务：选一台适当型号的列管式换热器，完成冷却水冷却己烷任务。
二、设计任务及操作条件：
三、 要求：
通过多种方案计算，并分析比较（至少两种），确定。
1）管程流体和壳程流体分别是那种流体。
2）换热器的适宜型号，台数，组合方式（串联或并联）
3）比较不同方案的优劣。
本题为两流体均不发生相变的传热过程，因水的对流传热系数一般较大，且易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，己烷走壳程。
1） 计算和初选换热器的规格。
计算热负荷和己烷流量。
计算两流体的平均温度差。
暂按单壳程、多管程进行计算。逆流时平均温度差为。
由图4-19查得：
所以： 初选换热器规格根据流体的情况，假设
故由于，无须考虑热补偿。据此可由换热器系列标准选定管壳式换热器。
有关参数如下表：
实际传热面积：
若选择该型号换热器，则要求过程的总传热系数为：
2） 核算压强降。
管程压强降：
其中=1.5 =4
管程流通面积：
设管壁粗糙度ε=0.1mm, ,查λ-re关系图得：
=0.034，所以。
则 壳程压强降。
其中fs=1.15，ns=1，管子为正方形斜转45°排列，f=0.4。
计算表明，管程和壳程压强降都能满足题设的要求。
3） 核算总传热系数。
管程对流传热系数
壳程对流传热系数。
取换热器列管之中心距t=32mm。则流体通过管间最大截面积为。
壳层中己烷被冷却，取所以。
污垢热阻参考任务书，管内、外侧污垢热阻分别取为。
总传热系数。
管壁热阻可忽略时，总传热系数为。
一）计算和初选换热器的规格。
计算热负荷和有机液流量。
计算两流体的平均温度差。
暂按单壳程、多管程进行计算。逆流时平均温度差为。
由图4-19查得：
所以： 初选换热器规格
根据流体的情况，假设。
故由于，无须考虑热补偿。据此可由换热器系列标准选定型浮头式型换热器。
有关参数如下表：
实际传热面积：
若选择该型号换热器，则要求过程的总传热系数为：
二） 核算压强降。
管程压强降： 其中=1.5 =4
管程流通面积：
设管壁粗糙度ε=0.1mm, ,查λ-re关系图得：
=0.036，所以。
则 壳程压强降。
其中fs=1.15，ns=1，管子为正方形斜转45°排列，f=0.4。
计算表明，管程和壳程压强降都能满足题设的要求。
三）核算总传热系数。
管程对流传热系数
壳程对流传热系数。
取换热器列管之中心距t=32mm。则流体通过管间最大截面积为。
壳层中己烷被冷却，取所以。
污垢热阻参考任务书，管内、外侧污垢热阻分别取为。
总传热系数。
管壁热阻可忽略时，总传热系数为。
第一种方案所选换热器为管壳式换热器，第二种方案选择为浮头式换热器，两种方案各自的优缺点如下：
管壳式换热器优缺点：
优点：1） 结构简单、紧凑。
2） 能承受较高压力。
3） 造价低。
4） 管层清洗方便，便于维修。
缺点：1） 壳层不易清洗。
2） 壳层和管层。
浮头式换热器优缺点：
优点：1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；
2）介质间温差不受限制；
3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；
4）可用于结垢比较严重的场合；
5）可用于管程易腐蚀场合。
缺点： 1）小浮头易发生内漏；
2）金属材料耗量大，成本高；
3）结构复杂
由于换热器各具体参数不同，故可通过比较选取较优方案，其比较内容如下：
1.、实际传热面积。
方案一中实际传热面积为107.5㎡，而方案二中实际传热面积为113.9㎡，因为较小的传热面积有利于提高换热系数，由此点可见，方案一较优。
2、材料用量及造价。
方案一中管规格为φ25×2.5，管长为6m，管数为232，方案二中管规格为φ19×2，管长为6m,管数为324，总体看来，方案一节省材料用量，由于浮头式换热器造价远高于管壳式换热器，所以方案一较优。
3、总换热系数。
方案一中总换热系数为559.9m2，方案二中总换热系数为526.04 m2，由于换热系数越大，管路的热阻值越小，则更为节能，可降低成本。所以方案一较优。
综上所述，可见方案一的优势更明显，故选取方案一作为最终方案。
换热器课程设计
目录。一 设计意义3 二 主要参数说明3 三 设计计算5 1 确定设计方案5 2 确定物性数据5 3 计算总传热系数5 4 计算传热面积6 5 工艺结构尺寸6 6 换热器核算8 1 热量核算9 2 换热器内流体的流动阻力9 3 换热器主要结构尺寸和计算结果总表10 7 选用一台合适的离心泵11 四 ...
换热器课程设计
化工原理。课程设计说明书。某生产过程的流程如图3 20所示。反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110 进一步冷却至60 之后，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。已知混合气体的流量为242801，压力为6.9，循环冷却水的压力为0.4，循环水的入口温度为29 出口的温度为39 试设计...
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