课程设计任务书。
设计题目： 水冷却环己酮换热器的设计。
一、 设计条件。
1、 处理能力 53万吨/年。
2、 设备型式列管式换热器。
3、 操作条件。
a． 环己酮：入口温度120℃，出口温度为43℃
b． 冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度40℃
c． 允许压强降：不大于1×105pa
d． 每年按330天计，每天24小时连续运行。
4、 设计项目。
a． 设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。
b． 换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。
c． 换热器的主要结构尺寸设计。
d． 主要辅助设备选型。
e． 绘制换热器**配图。
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、换热管型号、壳体直径等)；
5、 设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)；
6、 主体设备设计计算及说明；
目录。1. 前言 1
1.换热器简介 1
2. 列管式换热器分类： 2
2. 设计方案简介 2
2.1换热器的选择 2
2.2流程的选择 2
2.3物性数据 2
3. 工艺计算 3
3.1试算 3
3.1.1计算传热量 3
3.1.2计算冷却水流量 3
3.1.3计算两流体的平均传热温度 3
3.1.4计算p、r值 3
3.1.5假设k值 4
3.1.6估算面积 5
3.1.7拟选管的规格、估算管内流速 5
3.1.8计算单程管数 5
3.1.9计算总管数 5
3.1.10管子的排列 6
3.1.11折流板 6
3.2核算传热系数 6
3.2.1计算管程传热系数 6
3.2.2计算壳程传热系数 7
3.2.3污垢热阻 7
3.2.4计算总传热系数 7
3.3核算传热面积 7
3.3.1计算估计传热面积 7
3.3.2计算实际传热面积 8
3.4压降计算 8
3.4.1计算管程压降 8
3.4.2计算壳程压降 8
3.5附件 9
3.5.1接管 9
3.5.2拉杆 9
4. 换热器结果一览总表 10
5. 设计结果概要 11
1.结果 11
6. 致谢 12
7. 附录 13
1.符号表含义及单位 13
2.管子排列方式图 15
3.换热器主要尺寸示意图 16
4.参考文献 16
运行结果 16
1. 前言。
1.换热器简介。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
化工生产中所用的换热器类型很多。按其用途分，有加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。按其结构分，有列管式、板式等。
不同类型换热器，其性能各异，因此要了解各种换热器的特点，以便根据工艺要求选用适当类型，同时还要根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力等。
列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家已有系列化标准。列管式换热器在换热效率、紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但由于它有结构牢固。适应性大、材料范围广等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中仍占有绝对优势。
列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分，主要有以下几种。
1) 固定管板式换热器这类换热器结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能清洗。因此换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接顶盖，顶盖和壳体上有流体进出口管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者热膨胀性质不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为了安全起见，换热器应有温差补偿装置。
靠膨胀节的弹性变形可以减少温差应力。但这种换热器只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强超过588kpa，时，由于补偿圈过早，难以伸缩而失去温差补偿的作用，此时就应考虑其他结构。
2) 浮头式换热器换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。这种型式换热器的优点为：管束可以拉出，便于清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热流体的温差较大时，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。
其缺点是结构复杂，造价高。
3) 填料函式换热器这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式换热器简单，造价也比浮头式换热器低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒介质。
4) u形管式换热器这类换热器只有一个管板，管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排管数目少。
对于列管式换热器，一般要根据换热流体的腐蚀性及其他特性来选择结构与材料，根据材料的加工性能、流体的压力和温度、换热器管程与壳程的温度差的热负荷、检修清洗的要求等因素决定采用哪一类型的列管式换热器。
2. 列管式换热器分类：
2. 设计方案简介。
2.1换热器的选择。
在水冷却环己酮换热器设计中，要遵循经济，传热效果好，方便清洗，符合实际需要等原则采用浮头式列管换热器。浮头式换热器的优点为：管束可以拉出，便于清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热流体的温差相差较大时，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。
2.2流程的选择。
在列管换热器中，考虑到冷却水常是工业用水，含有、等盐类，受热后容易析出形成垢层，在管内流体要维持高速，可避免悬浮颗粒沉积，所以冷却水走管程。环己酮为被冷却流体且流量小一般走壳程，便于散热。
2.3物性数据。
a.定性温度：取流体进出口的平均值。
管程冷却水定性温度
壳程环己酮定性温度
b.根据定性温度，通过chemcad软件查询可得壳程和管程流体的相关物性参数。
冷却水在30℃下相关物性参数：
密度。定压比热容。
导热系数。粘度。
环己酮在81.5℃下相关物性参数：
密度。定压比热容。
导热系数。粘度。
3. 工艺计算。
3.1试算。
3.1.1计算传热量。
3.1.2计算冷却水流量。
3.1.3计算两流体的平均传热温度。
环己酮 120℃ →43℃
冷却水 40℃ ←20℃
温差 8023℃
选取逆流方式：
3.1.4计算p、r值。
拟采用单壳程，偶数管程的浮头式换热器。
由上图查得
平均传热温度校正
3.1.5假设k值。
由环己酮走壳程，冷却水走管程且环己酮为中有机物，查k值大致。
范围表可得k的范围为290～689在此范围内取k=300。
化工原理课程设计报告
题目 30000t a正丁醇列管式换热器的设计。学院化学与材料工程学院。专业生物工程。班级生物工程 一 班。姓名顾亚楠。学号 13009012 指导教师陈小举。学院 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师姓名均为全称，楷体小三。号且居中，学生姓名和指导教师姓名的汉字间空一个字符。2015 年 12 月...
化工原理课程设计报告换热器
化工原理课程设计任务书 1 一 设计题目 设计一台换热器。二 操作条件 1.苯 入口温度80 出口温度40 2.冷却介质 循环水，入口温度35 3.允许压强降 不大于50kpa。4.每年按300天计，每天24小时连续运行。三 设备型式 管壳式换热器。四 处理能力 1.99000吨 年苯。五 设计要求...
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...