新疆工业高等专科学校。
流体流动与传热课程设计说明书。
题目名称：用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计。
系部： 化学工程系
专业班级。学生姓名。
指导教师。完成日期。
新疆工业高等专科学校。
课程设计任务书。
10/11 学年下学期2024年1月12日。
摘要。此次的设计任务，是要求我们设计出一台能够完成规定换热任务的列管换热器，并且满足规定的工艺要求。
针对此设计任务，我们选用固定管板式换热器类型，根据固定管板式换热器工艺尺寸的选取原则，成功的设计出了一台能够完成规定换热任务的换热器。
该换热器的选取步骤如下：首先，我们根据设计任务的条件和要求，加上我们对换热器的认识，我们初步定性换热器的类型为固定管板式换热器。接下来，我们有根据经验和原则，逐步确定冷热流体的通道、物性数据，据此估算传热面积，选定工艺结构尺寸，确定换热器的选型问题。
最后对换热器进行传热核算和阻力压降核算，在满足条件的前提下最终确定了此换热器的结构尺寸。
关键字： 固定管板式换热器、物性数据、估算传热面积、工艺结构尺寸、传热核算、阻力压降核算。
目录。第一部分设计任务书 1
一、设计题目 1
二、设计任务 1
三、操作条件 1
四、设计内容 1
五、设计日期 1
六、设计评述 1
第二部分设计方案简介评述 3
第三部分换热器设计理论计算 4
、试算并初选换热器规格 4
1）、 定流体通入空间 4
2）、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式： 4
3)、计算热负荷q 4
4）、计算两流体的平均温度差，并确定壳程数 5
5）、初步选择换热器规格 5
2、核算总传热系数k0 6
1）、计算管程对流传热系数 6
2)、计算壳程对流传热系数 6
3）、确定污垢热阻 7
4）、计算总传热系数 7
3、计算压强降 8
1）、计算管程压强降 8
2)、计算壳程压强降 8
第四部分换热器主要结构尺寸 10
一、管子的规格和排列方法 10
二、管程和壳程数的确定 10
三、外壳直径的确定 10
第五部分工艺设计计算结果汇总表 12
参考文献 13
致谢 14用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计。
1. 合理的参数选择和结构设计。
2. 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算。
煤油：入口温度120℃，出口温度70℃
冷却介质：自来水，入口温度15℃，出口温度45℃
允许压强降：不大于pa
煤油定性温度下的物性参数数据：密度为，粘度为，比热容为，导热系数为0.14w/(m·℃)
其余参数参考资料选取。
传热面积。
管程设计包括：总管数，程数，管程总体阻力校核。
壳体直径。
结构设计包括流体壁厚。
主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管。
开始日期：2024年1月06日。
结束日期：2024年1月11日
换热器是许多工业生产中常用的设备，尤其是石油、化工生产应用更为广泛。在化工厂中换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多，性能各异，个具特点，可以适应绝大多数工艺过程对换热器的要求。
进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。
换热器类型虽然很多，但计算传热面积所依据的传热基本原理相同，不同之处仅是在结构上需根据各自设备特点采用不同的计算方法而已。
我们设计的是煤油冷却器，冷却器是许多工业生产中常用的设备。列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广。列管式换热器有固定管板式、浮头式、u形管式和填料函式等类型。
列管式换热器的形式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。由于两流体的温差大于50 ，故选用带补偿圈的固定管板式换热器。这类换热器结构简单、**低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。
因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。
1）、 定流体通入空间
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，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。
被冷却物质为煤油，入口温度为120℃,出口温度为。
冷却介质为自来水，入口温度为，出口温度为。
煤油的定性温度：
水的定性温度：
两流体的温差：
由于两流体温差大于50℃，故选用带补偿圈的固定管板式列管换热器。
两流体在定性温度下的物性数据。
3)、计算热负荷q
按管内煤油计算，即。
若忽略换热器的热损失，水的流量可由热量衡算求得，即。
逆流温差 ：
由r和p查图……得温度校正系数为，所以。
校正后的温度为。
又因，故可选用单壳程的列管式换热器。
5）、初步选择换热器规格。
根据管内为水，管外为有机液体，k值范围为280~710，假设k=450
故。由于，因此需要考虑热补偿。
初选固定板式换热器规格尺寸如下：
外壳直径d400mm管排方式——正三角形排列。
管程流通面积s 0.0148m2 公称压力p 0.6mpa
管数n 94管程数2
管长l 6m管尺寸 φ25×2.5mm（不锈钢管）
中心距 32mm换热面积s 43.5 m2
换热器的实际传热面积。
采用此换热面积的换热器，则要求换热过程的总传热系数为：
（1）、计算管程对流传热系数。
因为，管中水的质量流量为，则。
水的体积流量为。
所以：换热器中心附近管排中流体流通截面积为。
式中 h——折流挡板间距，取300mm
t——管中心距，对于的管中心距为。
煤油的质量流量为，则。
煤油的体积流量为。
由于换热器为两壳程，所以煤油的流速为：
由于管为三角形排列，则有。
煤油在壳程中流动的雷诺数为。
因为在范围内，故可采用凯恩(kern)法求算，即。
由于液体被冷却取0.95，所以。
3）、确定污垢热阻。
4）、计算总传热系数（管壁热阻可忽略时，总传热系数为：）
选用该换热器时，要求过程的总传热系数为43.5，在传热任务所规定的流动条件下，计算出的=401.76，传热面积为所选择的换热器的安全系数为：
则该换热器传热面积的裕度符合要求。
化工原理课程设计
化工原理课程设计说明书。设计题目 板式精馏塔设计。设计者班级 食品科学与工程05 1 设计者姓名 杨裕卿 日期 2008年7月5日。指导教师 柴春祥 设计成绩。日期。目录 i板式精馏塔设计任务书 ii 第一部分概述 1 一 精馏塔简介 1 二 设计方案简介 1 三 工艺流程说明及草图 1 四 符号说...
化工原理课程设计
碳八分离工段原料预热器设计。学生姓名 学校 专业班级 101 学号 10412041 指导老师 时间 2012.07.08 化工原理课程设计任务书。姓名 王亮班级 化工101 碳八分离工段原料预热器设计。冷流体 液体 流量15koml h 组成摩尔分率。乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯。加热水蒸气压力为...
化工原理课程设计
化工原理课程设计 报告。90000吨 年乙醇 水。精馏装置设计。学院 专业 班级 姓名 学号。指导老师。2013年12月26 第1章概述1 1.1 概述1 1.2 设计任务1 1.3 设计方案2 1.3.1 塔形的选择2 1.3.2 操作压力的确定2 1.3.3 加料方式和加料热状况的选择2 1.3...