化工原理课程设计 换热器.doc

成绩 东南大学成贤学院 课 程 设 计 报 告 题 目 水冷却异丙苯换热器的设计 课 程 名 称 化工原理课程设计 专 业 制药工程 班 级 11制药二班 学 生 姓 名 沈xx 学 号 06211xxx 设 计 地 点 东南大学成贤学院 指 导 教 师 傅志贤 设计起止时间：2013年9月2日至2013年 9月13日 课程设计任务书 设计题目： 水冷却异丙苯换热器的设计 一、 设计条件 处理能力 61万吨/年 设备型式 列管式换热器 操作条件 异丙苯：入口温度120℃，出口温度为51℃ 冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度40℃ 允许压强降：不大于1×105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行 设计项目 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。 换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。 换热器的主要结构尺寸设计。 主要辅助设备选型。 绘制换热器总装配图。 二、设计说明书的内容 目录； 设计题目及原始数据(任务书)； 论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择； 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)； 设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)； 主体设备设计计算及说明； 目录 一.绪论 4 1.概论 4 2.换热器选型 4 （1）.固定管板式换热器 4 （2）.浮头式换热器 5 （3）.U型管式换热器 5 （4）.填料函式换热器 6 二.确定设计方案 7 三.确定物性参数 7 1.定性温度及物理特性 7 四.估算传热面积 8 1.热流量 8 2.冷却水流量 8 3.计算平均传热温差 9 4.估算总传热系数K 10 五.工艺结构尺寸 10 1.管径和管内流速 10 单程传热管数 11 3.管的排列及分程 11 4.壳体内径 12 5.折流挡板 12 六.核算总对流传热系数 12 1.核算管程对流传热数 12 2.核算壳程对流传热数 13 3.污垢热阻 14 4.总传热系数 15 5.传热面积 15 6.换热器内流体的流动阻力 15 (1).管程压降 15 (2).壳程压降 16 七.附件 17 1.接管 17 2.拉杆 17 八.数据汇总 18 1.换热器主要结构尺寸和计算结果 18 21 1.chem CAD 运行图 21 2.Audo CAD 排管图 23 3.换热器规格图 24 十.参考文献 24 十一.总结致谢 25 一.绪论 1.概论 换热器是化工、石油、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。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中首先应该根据工艺要求选择适合的类型，然后计算换热器所需传热面积，并确定换热管的结构尺寸。在化工生产中，经常要求在各种不同的条件下进行热交换，因此对各种换热器的要求必然是多种多样的。而每种类型的换热器都有其优缺点，选择时考虑的因素很多，例如材料、压强、温度、温度差、压强降、流动状态、传热效果、结垢腐蚀情况、检修和操作等。 ??? 固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，管程常要清洗，冷热流体温差不太大的场合。 （2）. 浮头式换热器 浮头式换热器的一端管板是固定的，与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连，其结构如图所示。活动管板一侧总称为浮头，浮头的具体结构如图5-3所示。浮头式换热器的管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，浮头处若密封不严会造成两种流体混合且不易察觉。 浮头式换热器适用于冷热流体温差较大，介质易结垢常需要清洗的场合。在化工生产中使用的各类管壳式换热器中浮头式最多。 （3）.U型管式换热器 U形管式换热器不同于固定管板式和浮头式，只有一块管板，换热管作成U字形、两端都固定在同一块管板上；管板和壳体之间通过螺栓固定在一起，其结构如图所示。这种换热器结构简单、造价低，管束可在壳体内自由伸缩，无温差应力，也可将管束抽出清洗且还节省了一块管板；但U形管管内清洗困难且管子更换也不方便，由于U形弯管半径不能太小，故与其他管壳式换热器相比布管较少，结构不够紧凑。 U形管式换热器适用于冷热流体温差较大、管内走