课程设计说明书。
课程名称化工原理。
设计题目换热器设计。
院系化学与环境工程学院。
学生姓名井德水。
学号201005010113
专业班级化学工程与工艺2班。
指导教师路有昌。
2012 年 11 月 16
课程设计任务书。
摘要。首先对换热器的背景和设计知识进行了概述。然后设总传热系数，根据公式假估算传热面积。
确定管壳程的程数，并计算壳体直径与换热器内部部件尺寸。根据前面计算，再计算流速进而算总传热系数，核算传热面积与压降符合要求之后。最后进行机械设计，根据标准选择各部件的材料与尺寸。
关键词。换热器设计管程壳程传热系数压降。
目录。1前言 1
1.1工程背景 1
1.2 换热器介绍 1
1.3设计概述 4
1.4设计要求 6
2换热器计算 8
2.1试算并初选换热器规格 8
2.1.1 选定换热器类型 8
2.1.2流动空间的确定 9
2.1.3.确定物性数据 9
2.1.4冷却水用量 9
2.1.5估算传热面积 9
2.2工艺结构尺寸 10
2.2.1管径和管内流速 10
2.2.2传热管排列和分程方法 11
2.2.3壳体内径 11
2.2.4折流板 11
2.2.5接管 11
3换热器核算 12
3.1传热能力核算 12
3.1.1壳程对流传热系数 12
3.1.2.管程对流传热系数 13
3.1.3总传热系数k 13
3.3核算压力降 14
3.3.1管程压力降 14
3.3.2壳程压力降 15
4换热器的机械设计 15
4.1壳体厚度的计算 15
4.1.1壳体直径 15
4.2封头的选择 16
4.3壳体内部件的选择 16
4.4法兰的选择 16
4.5支座的选择 17
4.6接管的选择 17
4.6.1排净口及排气接管 17
4.6.2壳程接管 17
4.6.3管程接管 17
总结 18参考文献阅读 19
指导教师评语 20
换热器是许多工业生产中常用的设备，在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中应用极为广泛，且它们是上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%-20%，在炼油厂约占总费用的35%-40%。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。在化工厂中经常应用换热器、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。
1）换热器在工业中的应用：换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可或缺的工艺设备之一。因此换热设备的研究备受世界各国**及研究机构的高度重视，在全世界第一次能源危机爆发以来，各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。
在研究投入大、人力资源配备足的情况下，一批具有代表性的高效换热器和强化元件诞生。随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成就，得到了大量的回报，如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、t型翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯，社会效益非常显著，大大缓解了能源的紧张情况。
随着环境保护要求的提高，近年来加氢装置的需求越来越多，如加氢裂化，煤油加氢，汽油、柴油加氢和乳化油加氢装置等建设量增加，所需的高温、高压换热器数量随之加大。螺纹锁紧环换热器、ω密封环换热器、金属垫圈式换热器、蜜蜂盖板式换热器技术发展越来越快，不仅在承温、承压上满足装置运行要求，而且在传热与动力消耗上发展较快，同时亦适用于乙烯裂解、化肥中合成氨、聚合和天然等场合，可满足承压高达35mpa，承温达700℃的使用要求。在这些场合，换热器占有的投资占50%以上。
2）换热器的研究现状：20世纪80年代以来，换热器技术飞速发展，带来了能源利用率的提高。各种新型、高效换热器的相继开发与应用带来了巨大的社会经济效益，市场经济的发展、私有化比例的加大，降低成本已成为企业追求的最终目标。
因而节能设备的研究与开发备受瞩目。能源的日趋紧张、全球环境气温的不断升高、环境保护要求的提高和换热器及空冷式换热器及高温、高压换热器带来了日益广阔的应用前景。在地热、太阳能、核能、余热**、风能的利用上，各国**都加大了投入资金力度。
国内各研究机构和高等院校研究成果不断推陈出新，在强化传热元件方面华南理工大学相继开发出表面多孔管、螺旋槽管、纵横管等；天津大学在流路分析法、震动等发面研究成果显著；清华大学在板片传热反方面有深入的研究；西安交大在板翅式换热器研究方面已取得初步成果；重庆建工学院开发出翅管换热器；在强度软件方面江苏化工学院开发出液压涨管器；以换热器起家的兰州石油机械研究所率先开发出板式换热器、板式冷凝器、板式蒸发器、螺旋板换热器、板壳式换热器、螺纹管换热器、折流管换热器、外导流筒换热器、高效重沸器、新结构高效换热器、ω环高压换热器、表面蒸发空冷器、板式空冷器等一批实用价值的系列高效换热器。
3）换热器的发展动向：换热器的传热与流体流动计算的准确性，取决于物性模拟的准确性。因此，物性模拟一直为传热界重点研究课题之一，特别是两相流物性的模拟。
两相流的物性基础**于实验室实际工况的差别。纯组分介质的物性数据基本上准确，但汽油组成物的数据就与实际工况相差较大，特别是带有固体颗粒的流体模拟更复杂。为此，要求物性模拟在手段上更加先进，测试的准确率更高。
从而使换热器计算更准确，材料更节省。物性模拟将代表换热器的经济技术水平。
换热器将随装置的大型化而大型化，直径将超过5m，传热面积将达到单位10000㎡，紧凑型换热器将越来越受欢迎。板壳式换热器、折流杆换热器、板翅式换热器、板式空冷器将得到发展，振动损失将逐渐克服，高温、高压、安全、可靠的换热器结构将朝着结构简单、制造方便、重量轻发展。随着全球水资源的紧张，循环水将被新的冷却介质取代，循环将被新型、高效的空冷器所取代。
保温绝热技术的发展，热量损失将减少到目前的50%以下。
各种新型、高效换热器将逐步取代现有常规产品。电厂动力效应强化传热技术、添加物强化沸腾传热技术、通入惰性气体强化传热技术、滴状冷凝技术、微生物传热技术、磁场动力传热技术将会在新的世纪得到研究和发展。同心管换热器、高温喷流式换热器、印刷线路板换热器、穿孔板换热器、微尺度换热器、微通道换热器、流化床换热器、新能源换热器将在工业领域及其他领域得到研究和应用。
我们设计的是热水冷却器，冷却器是许多工业生产中常用的设备。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，它们也是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
化工原理课程设计列管式换热器
课程设计说明书。课程名称 化工原理课程设计。设计题目 列管式换热器设计。院系 化学与环境工程学院。学生姓名。学号。专业班级 指导教师。2011 年 11 月19日。课程设计任务书。目录。一 方案简介3 2 方案设计3 1 确定设计方案3 2 确定物性数据4 3 计算总传热系数4 4 计算传热面积4 ...
化工原理课程设计列管式换热器
材料工程原理b 课程设计。设计题目 处理量10 104吨 年煤油冷却器的设计 专业 班级 学号 姓名 日期 指导教师 设计成绩。日期。设计任务书。目录。一 概述 1 二 设计方案说明 1 2.1 列管式换热器设计简介 1 2.2 列管式换热器的类型 2 2.2.1 固定管板式 2 2.2.2 浮头式...
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