——大学。
化工原理》列管式换热器。
课程设计说明书。
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指导教师：时间： 年月日。
目录。一、化工原理课程设计任务书2
二、确定设计方案3
1.选择换热器的类型。
2.管程安排。
3、确定物性数据4
4、估算传热面积5
1.热流量。
2.平均传热温差。
3.传热面积。
4.冷却水用量。
5、工艺结构尺寸6
1.管径和管内流速。
2.管程数和传热管数。
3.传热温差校平均正及壳程数。
4.传热管排列和分程方法。
5.壳体内径。
6.折流挡板7
7.其他附件。
8.接管。6、换热器核算8
1.热流量核算。
2.壁温计算10
3.换热器内流体的流动阻力。
7、结构设计13
1.浮头管板及钩圈法兰结构设计。
2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计。
3.管箱结构设计。
4.固定端管板结构设计。
5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计14
6.外头盖结构设计。
7.垫片选择。
8.鞍座选用及安装位置确定。
9.折流板布置。
10.说明。
强度设计计算15
1.筒体壁厚计算。
2.外头盖短节、封头厚度计算。
3.管箱短节、封头厚度计算16
4.管箱短节开孔补强校核17
5.壳体接管开孔补强校核。
6.固定管板计算18
7.浮头管板及钩圈19
8.无折边球封头计算。
9.浮头法兰计算20
九、参考文献20
一、化工原理课程设计任务书。
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231801，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℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。
已知：混合气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）
密度 定压比热容℃
热导率℃粘度。
循环水在34℃下的物性数据：
密度 定压比热容k
热导率k粘度。
二、确定设计方案。
1． 选择换热器的类型。
两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃ 出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
2． 管程安排。
从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。
三、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。故壳程混和气体的定性温度为。
t= =85℃
管程流体的定性温度为。
t=℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说，最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。
混和气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：
密度。定压比热容 =3.297kj/kg℃
热导率0.0279w/m℃
粘度1.5×10-5pas
循环水在34℃ 下的物性数据：
密度 =994.3㎏/m3
定压比热容 =4.174kj/kgk
热导率0.624w/mk
粘度0.742×10-3pas
四、估算传热面积。
1.热流量
q1=231801×3.297×(110-60)=3.82×107kj/h =10614.554kw
2.平均传热温差
先按照纯逆流计算，得。
3.传热面积
由于壳程气体的压力较高，故可选取较大的k值。假设k=320w/(㎡k)则估算的传热面积为。
ap=4.冷却水用量 m==
五、工艺结构尺寸。
1．管径和管内流速选用φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=1.3m/s。
2．管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数。
ns=按单程管计算，所需的传热管长度为
l=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热管长l=7m，则该换热器的管程数为。
np=传热管总根数 nt=627×2=1254
3.传热温差校平均正及壳程数
平均温差校正系数：r=p=
按单壳程，双管程结构，查【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图5-19得：
平均传热温差 k
由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。
4.传热管排列和分程方法
采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。见【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图6-13。
取管心距t=1.25d0，则 t=1.25×25=31.25≈32㎜
隔板中心到离其最。近一排管中心距离：
s=t/2+6=32/2+6=22㎜
各程相邻管的管心距为44㎜。
管数的分程方法，每程各有传热管627根，其前后管程中隔板设置和介质的流通顺序按【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图6-8选取。
列管式换热器课程设计
一 方案简介 1 二 方案设计 2 1 确定设计方案 2 2 确定物性数据 2 3 初选换热器规格 3 4 计算传热面积 4 5 工艺结构尺寸 4 6 换热器核算 6 三 设计结果一览表 8 1 参考资料 9 2.主要符号说明 9 本设计任务是利用循环水给热水降温。利用热传递过程中对流传热原则，制成...
列管式换热器课程设计
课程设计说明书。学院 机电工程学院。专业 自动化。班级 1 班。题目 列管式换热器的设计 指导教师 职称 一 设计的目的 要求及任务2 1.1 设计目的2 1.2 设计要求2 1.3 设计任务2 1.3.1 列管式换热器的简介2 1.3.2 设计的工艺流程3 1.3.3 有关数据和已知条件4 二 控...
列管式换热器课程设计
目录。符号说明 1 第1章概述 2 1.1间壁式换热器的种类 2 1.2列管式换热器 2 1.2.1 固定管板式换热器 2 1.2.2 浮头式换热器 2 1.2.3 u形管式换热器 2 第2章设计方案简介 3 2.1换热器类型选择 3 2.2换热器材质的选择 3 2.3管程安排 3 第3章物性数据的...