甲醇冷凝冷却器的设计
甲醇冷凝器设计计算
甲醇冷凝器设计计算在甲醇生产过程中，甲醇冷凝器是一个非常重要的设备。
它的主要功能是冷却甲醇蒸汽，使其凝结成液体。
在设计和计算甲醇冷凝器时，需要考虑一些关键参数，如冷却介质的温度、流量以及甲醇蒸汽的压力等。
下面将详细介绍甲醇冷凝器的设计计算过程。
首先，需要确定甲醇冷凝器的工作条件。
这包括甲醇蒸汽的进口温度和压力，以及冷却介质的出口温度和流量。
在这里，我们假设甲醇蒸汽的进口温度为110℃，压力为0.5MPa，冷却介质的出口温度为30℃，流量为5t/h。
接下来，需要根据冷却介质的温度和流量，以及甲醇蒸汽的压力，计算出甲醇冷凝器的冷却面积。
这可以通过以下公式计算：Q = U × A × ΔTlm其中，Q为传热量，U为传热系数，A为冷却面积，ΔTlm为对数平均温差。
传热系数U可以通过经验公式进行估算，如Dittus-Boelter公式：Nu=0.023×Re^0.8×Pr^0.33其中，Nu为努塞尔数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。
雷诺数和普朗特数可通过以下公式计算：Re=ρ×v×Dh/μPr=μ×Cp/k其中，ρ为流体密度，v为流体速度，Dh为流动直径，μ为动力粘度，Cp为恒压比热容，k为热导率。
此外，对数平均温差ΔTlm可以通过以下公式计算：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1为冷却介质的进口温度与甲醇蒸汽的出口温度之差，ΔT2为冷却介质的出口温度与甲醇蒸汽的进口温度之差。
利用以上公式，可以计算出甲醇冷凝器的冷却面积A。
根据具体参数，可以得出甲醇冷凝器的冷却面积为100m²。
最后，需要根据甲醇冷凝器的冷却面积和其他设计要求，选择合适的设备型号和尺寸。
这包括选择合适的换热管和冷却塔等设备，以及确定其数量和尺寸。
需要注意的是，以上只是甲醇冷凝器设计计算的基本步骤和方法。
实际的设计过程中，还需要考虑到具体工艺要求、安全性和经济性等因素。
甲醇冷凝冷却器的设计
甲醇冷凝冷却器的设计1. 引言甲醇冷凝冷却器是一种常见的热交换设备，用于将高温甲醇气体冷却并转化为液体。
其设计的合理与否直接影响到甲醇生产过程的效率和能源利用率。
本文将对甲醇冷凝冷却器的设计进行探讨，并提出一些优化建议。
2. 设计原理甲醇冷凝冷却器的设计基于热传导和传热原理。
当高温甲醇气体进入冷凝冷却器时，通过与冷却介质（如水或空气）之间的热交换，使甲醇气体所含的热量转移到冷却介质中，从而使甲醇气体冷却并凝结成液体。
3. 设计要素甲醇冷凝冷却器的设计需要考虑以下要素：(1) 冷却介质的选择：冷却介质的选择应根据具体的工艺要求和环境条件来确定。
水是常用的冷却介质，具有良好的冷却效果和热传导性能。
但在水资源匮乏或恶劣环境下，可以考虑使用空气或其他低温液体作为冷却介质。
(2) 冷凝管道的设计：冷凝管道是甲醇冷却冷凝的关键组成部分。
其设计应考虑到甲醇气体的流量、压力和温度等参数，以及冷却介质的流量和温度。
通过合理的管道布局和尺寸选择，可以达到最佳的热传导效果。
(3) 散热面积的确定：散热面积是冷凝冷却器的重要参数，直接影响到冷却效果。
根据甲醇气体的热量和冷却介质的传热系数，可以计算出所需的散热面积。
在实际设计中，应根据经验和实际情况进行合理的取舍。
(4) 设计材料的选择：甲醇冷凝冷却器需要选择耐腐蚀、导热性能好的材料。
常用的材料有不锈钢、铜、铝等。
根据实际情况和经济性考虑，选择合适的材料可以提高设备的使用寿命和效率。
4. 设计优化为了提高甲醇冷凝冷却器的效率和能源利用率，可以考虑以下优化措施：(1) 采用多级冷凝：多级冷凝是指将冷却介质分成多个级别，依次与甲醇气体进行热交换。
这样可以充分利用冷却介质的温度梯度，提高冷却效果。
(2) 优化冷却介质流动方式：合理的冷却介质流动方式可以增加冷却介质与甲醇气体之间的接触面积，提高传热效率。
例如，可以采用交叉流或逆流方式，增加流体之间的对流传热。
(3) 加强冷凝管道的换热效果：通过增加冷凝管道的长度和表面积，可以增加甲醇气体与冷却介质之间的接触时间和接触面积，提高换热效果。
【完整版】年生产24万吨的甲醇精馏工段预塔冷凝器设计可行性方案
年产24万吨的甲醇精馏工段预塔冷凝器设计可行性方案目录前言 ....................................................................................................................错误！未定义书签。
上篇换热器设计 .. (1)第一章换热器概述 (1)1.1 换热器的简介与应用 (1)1.2 列管式换热器设计简介 (4)第二章冷凝器零部件的工艺结构设计 (6)2.1设计任务和设计条件 (6)2.1管程和壳程 (7)2.1.1 管程数 (7)2.1.2 壳程数 (7)2.2 管子排列 (8)2.2.2 管心距 (10)2.3 管板结构尺寸 (11)2.3.1 固定管板兼做法兰的尺寸确定 (11)2.4 管箱容器法兰 (12)2.4.1 法兰的基本形式 (12)2.4.2 法兰选择 (13)2.4.3 容器法兰的匹配与材料选用 (16)2.5 法兰连接 (17)2.5.2 非金属软件片 (18)2.5.3 六角法兰面螺母 (18)2.6 接管 (20)2.6.1 接管的一般要求 (20)2.6.2 接管高度（伸出长度）确定 (21)2.6.3 接管位置最小尺寸 (21)2.6.4 接管法兰的要求 (23)2.6.5 接管法兰选择 (24)2.7 支持板（折流板） (25)2.7.1 折流板 (25)2.7.2 弓形折流板的主要几何参数 (25)2.7.3 弓形折流板排列方式确定 (28)2.7.4 折流板与壳体间隙 (29)2.7.5 折流板厚度 (29)2.7.6 折流板的管孔 (30)2.7.6.1 折流板的管孔直径和公差 (30)2.7.6.2 管孔中心距 (31)2.7.6.3 管孔加工 (31)2.8 拉杆、定距管 (31)2.8.1 拉杆的结构形式 (31)2.8.2 拉杆的结构和数量 (32)2.8.4 拉杆的布置 (33)2.9.1 旁路挡板 (33)2.9.2 防冲板 (35)3.1传热管与管板连接 (37)3.1.1 管子和管板的强度胀接连接 (37)3.1.2 管子与管板的强度焊接连接 (38)3.1.3 管子与管板的焊胀接 (39)3.2 管板与壳体及管箱的连接 (39)3.2.1 管板与壳体的连接 (39)3.2.2 管板与管箱的连接 (41)3.3 管箱结构形式 (42)第四章冷凝器机械设计 (44)4.1 筒体强度计算 (44)4.1.1筒体材料选择 (44)4.1.2 筒体厚度计算 (45)4.1.3 筒体内压力实验 (46)4.2 封头强度计算 (46)4.2.1 封头厚度计算 (46)4.2.2 封头内压力试验 (47)4.3 管箱短节强度计算 (48)4.3.1 管箱短节厚度计算 (48)4.4 开孔补强校核 (50)4.4.1 管箱短节开孔补强的校核 (50)4.4.2 壳体开孔补强校核 (52)第五章鞍座选择 (54)5.1 鞍式支座的选取 (54)下篇ANSYS软件应用 (58)第六章ANSYS软件在压力容器中应用简介 (58)第七章冷凝器开孔接管区的应力分析 (60)7.1 题目描述 (60)7.2 问题分析 (61)7.3 命令流分析过程 (62)7.4 结果处理与讨论 (67)第八章法兰连接中的接触分析 (70)8.1 题目描述 (70)8.2 分析说明 (71)8.3 命令流分析过程 (72)8.4 结果分析与讨论 (91)第九章冷凝器管箱短节与封头的连接区的应力分析 (95)9.1 题目描述 (96)9.2 分析问题 (96)9.3 命令流分析过程 (96)9.4结果与讨论 (100)致谢 (101)参考文献 (103)文献翻译 (104)附录 (118)上篇换热器设计第一章换热器概述1.1换热器的简介与应用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。
生产能力为4200Nm3h甲醇制氢生产装置设计冷凝器设计说明
机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业课程设计设计题目：生产能力为4200m³/h 甲醇制氢生产装置设计设计人：邱宏伟指导教师：班级：过程装备与控制工程07班组号： 7（21）设计时间： 2016年12月20日—2017年1月14日前言氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。
近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。
烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。
这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用围为天然气至干点小于215.6℃的石脑油。
近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。
转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。
甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。
它具有以下的特点：1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。
2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。
3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。
而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。
4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。
摘要本次课程设计是设计生产能力为4200m3/h甲醇制氢生产装置。
在设计中要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计，管道设计，单参数单回路的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。
在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识，同时获得一次工程设计时间的实际训练。
课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、过程机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程。
甲醇合成系统冷却器改造方案论文
甲醇合成系统冷却器改造方案摘要：在甲醇合成系统中需要用冷却器把粗甲醇进行气液分离，现用合成水冷器在使用过程中存在诸多不足，为节能减低成本，通过可行性研究，增加复合型蒸发式冷却器会取得良好地经济效益。
关键词：甲醇合成合成水冷器复合型蒸发式冷却器一、改造背景在甲醇合成系统中需要合成水冷器把粗甲醇进行气液分离。
我车间合成水冷器为卧式u型管式冷却器，利用循环水与合成气进行换热，每小时通过水冷器的循环水量为1000吨，换热量很大。
该水冷器为单台运行。
在甲醇车间近年来的生产过程中，单台水冷器生产存在一定问题，主要包括：1.我公司地处山区，水资源缺乏，造成整个循环水系统补水困难，经长期使用的循环水水质较差，污泥、藻类物质较多，这些杂质随循环水进入合成水冷器壳程，在长时间运行后造成水冷器换热效果变差，出口合成气温度升高（夏季时合成水冷器出口温度最高达到55℃），合成气中的甲醇蒸汽不能顺利冷却（甲醇沸点64.5℃），造成甲醇产量下降，而且无法冷却下来的甲醇蒸汽进入二合一机组循环段，将对二合一机组叶轮造成冲刷，造成机组运行工况下降，转子振动增大，影响二合一机组使用寿命，二合一机组维修在无备用转子的情况下，至少需要停车检修40天左右，将严重影响甲醇正常生产。
2.合成水冷器单台运行，若水冷器出现泄漏，需要维修处理时，甲醇系统必须停车，停车时间在20小时左右，影响甲醇产量。
3.一旦合成水冷器泄漏，甲醇蒸汽将串入循环水系统，势必造成循环水系统cod升高，水质将进一步恶化，形成恶性循环，更难保证甲醇正常生产。
二、改造方案鉴于上述情况，经车间领导研究并到兄弟单位实地考察后，建议甲醇合成系统增加一套复合型变频蒸发式冷却器，新增蒸发式冷却器与原来水冷器并联设计，并分别设置阀门进行控制，正常生产时新增蒸发式冷却器单独运行即可满足生产需要，当蒸发式冷却器出现问题需要检修时，可将蒸发式冷却器切出，投用原合成水冷器，不用停车检修，若在夏季气温过高时，两套冷却器共用可增大冷量，使合成冷却器气体出口温度降到工艺指标要求温度，满足夏季生产需要。
甲醇冷凝冷却器的设计
甲醇冷凝冷却器的设计甲醇冷凝冷却器是工业过程中常用的设备之一，用于将热力循环系统中的甲醇蒸汽冷却并转化为液态甲醇。
它的设计对于提高生产效率和降低能源消耗具有重要意义。
本文将从设备选择、结构设计、运行参数以及维护保养等方面介绍甲醇冷凝冷却器的设计要点。
首先，在选择甲醇冷凝冷却器设备时，应考虑生产规模、甲醇冷凝量、工艺要求等因素。
常见的设备有板式冷凝器、管壳式冷凝器以及换热管冷凝器等。
其中，管壳式冷凝器由于其较大的换热面积和适应性强的优点，多被工业生产中采用。
其次，在结构设计方面，甲醇冷凝冷却器应具备良好的传热性能和流体动力特性。
合理设计冷凝管束的间距和管道尺寸，以确保冷却剂在冷凝器内充分接触甲醇蒸汽，并能快速传热。
此外，冷凝器应设置泄露口和底部排污装置，以保证设备的安全运行。
在运行参数的选择方面，需要根据生产工艺的要求和环境条件，确定甲醇冷凝温度、冷凝压力、冷却剂流量等参数。
合理选择冷凝温度可有效提高甲醇冷凝效果，减少能源浪费。
同时，冷却剂的流量和速度也需要进行适当的调整，以确保冷凝器的散热效果。
最后，在维护保养方面，甲醇冷凝冷却器的防腐保养工作尤为重要。
由于甲醇具有腐蚀性，冷凝器内部壁面往往会产生积垢和腐蚀。
因此，定期进行冷凝器的清洗和防腐处理是必要的。
此外，要加强设备的检查和维修工作，及时发现并解决冷凝器内部的故障问题，确保设备的正常运行。
综上所述，甲醇冷凝冷却器的设计要点包括设备选择、结构设计、运行参数选择以及维护保养等方面。
合理设计和选择冷凝器设备，优化结构设计，合理确定运行参数，并加强维护保养工作，可以有效提高甲醇冷凝冷却器的工作效率和寿命，为工业生产提供有力的技术支持。
甲醇冷凝器设计计算
1.1 确定物性数据热流体进口温度：337.85K,出口温度：337.85K 冷流体进口温度：300.15K,出口温度：317.15K 定性温度:可取流体进口温度的平均值。
壳程甲醇蒸气的定性温度为T =337.85K ，2T =337.85K ，1T = 337.85K管程冷却水的定性温度为1t =300.15K ，2t =317.15 ， t=(300.15+317.15)/2=308.15K根据定性温度，分别查取相关文献[1]，【2】壳程和管程流体的有关物性数据甲醇蒸气在337.15K 下的物性数据: 密度 ρ1=1.193/Kg m 定压比热容 p1c =1.620/()KJ Kg K ⋅ 热导率 λ1 =0.013/()KJ Kg K ⋅ 粘度 μ1 =0.011mPa s ⋅ 汽化潜热 γ =1100/KJ Kg 冷却水在308.15K 下的有关物性数据: 密度 ρ0=994.063/Kg m 定压比热容 p0c =4.165/()KJ Kg K ⋅ 热导率 λ0 =0.623/()KJ Kg K ⋅ 粘度 μ0 =0.7245mPa s ⋅ 1.2 估算传热面积 1.2.1热流量 甲醇质量流量：s1W =1.2×3600×1.19=5140.8/h Kg =1.428/s Kg甲醇热负荷：1Q '=5140.8×1100=5.655×610/KJ h =1570.8KW1.2.2平均传热温差t ∆m=t t ln t -2121∆∆∆∆t =5.1317-5.83375.1300-85.337ln 5.1317-5.8337-5.1300-85.337）（）（K 628.3 ≈ 其中t 1∆=t -11T ，t Δ2=t -22T ，T 1=T 2=337.85K 1.2.3冷却水用量s0W =）（t C Q p Δ000=5.655×610/[4.165×（317.15-300.15）]=79867.2/h Kg=22.2/s Kg 1.2.4传热面积初值估算查文献[1]取总传热系数K=8002/()W m K ⋅估算传热面积:A 估=）（t K Q Δm =1570.8×310/（800×28.36）=69.2352m 1.3 核算总传热系数K 1.3.1管径和管内流速选用Φ19mm ×2mm 的碳钢管，取管内u i =0.57m /s ,其内径m i 015.0d =，外径m d o 019.0=1.3.2计算管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数u d V n i 2i e 4π==.57015.0085.706.099422.22⨯⨯=221.83≈221（根）按单管程计算，所需传热管长度为L =n d A e o π估=22119.004.1369.235××=5.25m 根据传统换热器管长可取6米单程换热器，则传热管总根数N T =221（根）1.3.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数R=5.1300-5.13175.8337-5.8337=0P=5.1300-5.83375.1300-5.1317=0.45查文献[4]，按单壳程温差校正系数应查有关图表。
冷却器设计方案范文
冷却器设计方案范文一、引言为了保障设备正常运行，提高生产效率，降低能耗，冷却器的设计至关重要。
本设计方案旨在以提高冷却效率、降低能耗为目标，为设备冷却提供一个高效可行的设计方案。
二、设计目标1.提高冷却效率：确保冷却器在设备运行时能够快速降温，避免设备过热导致故障。
2.降低能耗：通过合理设计冷却器结构和采用高效节能的冷却方法，减少电力消耗，提高能源利用率。
3.节约空间：在满足冷却效果的前提下，尽量减小冷却器的体积，节约工作场地空间。
三、设计方案1.选择合适的冷却介质：根据设备的工作温度和冷却要求，选择适当的冷却介质，如水、油、气体等。
2.设计合理的冷却器结构：冷却器应具有良好的散热性能和流通性能。
建议采用片式冷却器，增加散热面积，提高冷却效率。
3.采用高效节能的冷却方法：可以考虑采用间接冷却方式，即通过冷却介质与设备热源之间的换热，将设备的热量传递给冷却介质，再由冷却介质带走热量，达到冷却效果。
4.优化冷却器的布局：根据设备的位置和冷却要求，合理布置冷却器，确保冷却介质能够顺畅流通，达到良好的冷却效果。
5.采用智能控制系统：通过安装温度传感器和流量传感器等设备，实时监测设备温度和冷却介质流量，根据实际情况自动调节冷却介质的供应和流速，提高冷却效率和能源利用率。
四、实施方案1.进行设备和冷却介质的匹配。
根据设备的工作温度和冷却要求，选择合适的冷却介质，如水冷却器、油冷却器或者空气冷却器。
2.设计冷却器的结构和材料。
选择合适的冷却器结构和材料，确保冷却器能够承受设备的热量和压力，提高散热效果。
3.进行冷却器的布局设计。
根据设备的位置和冷却要求，合理布置冷却器，确保冷却介质能够顺畅流通，并与设备之间进行有效的换热。
4.安装智能控制系统。
根据设备需求，安装合适的温度传感器和流量传感器等设备，建立智能控制系统，实时监测和调节冷却介质的供应和流速，实现自动化控制。
5.进行实验和调试。
根据设计方案，进行实验和调试，对冷却器的性能和效果进行评估，修改和优化设计方案。
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广东石油化工学院化工原理课程设计题目：甲醇溶液冷却器专业：应用化学班级: 应化11-3学号：11114060338姓名：余文杰指导老师：刘伟涛完成日期：2014.07.05一、前言 (2)二、设计任务书 (3)三、方案简介 (4)四、选型与设计指导思想 (5)五、设计方案 (6)1、确定设计方案 (6)2、确定物性数据 (6)3、计算总传热系数 (7)4、计算传热面积 (8)5、工艺结构尺寸 (8)6、换热器核算 (11)六、设计结果一览表 (15)七、主要符号说明 (16)八、个人小结 (17)九、参考文献 (19)化工原理主要研究各单元操作的基本原理以及所用典型设备的结构和设备工艺尺寸的计算或设备选型。
化工单元操作课程设计是综合运用化工原理课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，并在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。
课程设计与平时的作业不同，在设计中需要自己做决策，主观性较强。
确定方案、选择流程、查阅资料、进行过程和设备计算，并对自己和选择作出论证和核算，经反复的分析比较，选择出最理想的方案和最合理的设计。
本次设计的主要任务是换热器的选型和设计，即对在生产过程中甲醇冷却装置的设计。
此次课程设计的主要内容是通过对甲醇和循环水的分析，确定设计方案，选择最佳流程并计算、核算、制图等一系列过程。
通过课堂理论知识的学习及课程设计的实际行动和创新，不仅有助于理解和掌握知识，更培养了分析和解决问题的能力。
设计任务书1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件（1）处理能力19400 kg/h甲醇。
（2）设备形式列管式换热器（3）操作条件①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。
②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。
③允许压降：不大于105 Pa。
④每年按330天计，每天24小时连续运作。
3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。
方案简介本设计任务是利用循环水给甲醇降温。
利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。
选择换热器时，要遵循经济、传热效果优、方便清洗、符合实际需要等原则。
换热器分为几大类：夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器、热管式换热器、列管式换热器等。
如表1所示，不同的换热器适用于不同的场合。
而列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大，尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
表1 不同换热器特点类型特点间壁式管壳式列管式固定管式刚性结构用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃），管间不能清洗带膨胀节有一定的温度补偿能力，壳程只能承受低压力浮头式管内外均能承受高压，可用于高温高压场合U型管式管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难填料函式外填料函管间容易泄露，不宜处理易挥发、易爆炸及压力较高的介质内填料函密封性能差，只能用于压差较小的场合釜式壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮双套管式结构比较复杂，主要用于高温高压场合和固定床反应器中套管式能逆流操作，用于传热面积较小的冷却器、冷凝器或预热器螺旋管式沉浸式用于管内流体的冷却、冷凝或管外流体的加热喷淋式只用于管内流体的冷却或冷凝板面式板式拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热螺旋板式可进行严格的逆流操作，有自洁的作用，可用做回收低温热能伞板式结构紧凑，拆洗方便，通道较小、易堵，要求流体干净板壳式板束类似于管束，可抽出清洗检修，压力不能太高混合式适用于允许换热流体之间直接接触蓄热式换热过程分阶段交替进行，适用于从高温炉气中回收热能的场合选型与设计指导思想目前，我国已制定了管壳式换热器系列标准，设计过程中应尽可能选用系列化的标准产品，这样可以简化设计的加工。
但是实际生产条件千变万化，当系列化产品不能满足需要时，仍应根据生产的具体要求而自行设计非系列标准的换热器。
确定设计方案应遵循的主要原则为：满足工艺和操作的要求，经济效益好，确保生产安全。
此处扼要介绍列管式换热器设计计算的基本步骤：①了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能体；②由热平衡计算传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量；③决定流体流入的空间；④计算流体的定性温度，以确定流体的物性数据；⑤初算有效平均温度差，先按逆流计算，再校核；⑥选取管径和管内流速；⑦计算传热系数K值，包括管程对流传热系数和壳程对流传热系数的计算；⑧初估传热面积，考虑安全系数15%～25%；⑨选择管长L，计算管数N，确定管程数；⑩确定壳径D和壳程挡板形式及数量等；⑪校核有效平均温度差、对流传热系数及传热面积；⑫计算流体流动阻力，如阻力超过允许范围，则需调整设计。
从以上步骤可看出，换热器的传热设计是一个反复试算的过程，有时需要反复试算2～3次。
所以，换热器的设计计算实际上带有试设 计 方 案1．确定设计方案 （1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。
冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。
从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。
（2）流动空间及流速的确定由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。
另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。
同时，在此选择逆流。
选用φ25mm ×2.5mm 的碳钢管，管内流速取u i = 0.5m/s 。
2、确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。
壳程甲醇的定性温度为：6450572+T ==℃ 管程循环水的定性温度为：℃＝＋＝3524030t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
甲醇在57℃下的有关物性数据如下：定压比热容 c p o =2.629kJ/(kg ·℃) 导热系数λo =0.1919W/(m ·℃)粘度 μo =0.00039 Pa ·s 循环水在35℃下的物性数据：密度 ρi =994kg/m 3 定压比热容 c p i =4.08 kJ/(kg ·℃) 导热系数λi =0.626 W/(m ·℃)粘度 μi =0.000725 Pa ·s 3．计算总传热系数 （1）热流量()3o o po o 120002.629106*********W 3600Q w c t =∆=⨯⨯⨯-=（2）平均传热温差℃9.2130-5040-64ln )3050()4064(ln 't 2121=---=∆∆∆-∆=∆t t t t m （3）冷却水用量i 3pi i 122687360010825k /c t 4.08104030O Q w g h ⨯===∆⨯⨯-（）（4）总传热系数K ①管程传热系数137********.09945.002.0p u d i i i i e =⨯⨯==μR4.0ii pi 8.0i i i i i i i c p u d d 023.0）（）（λμμλα=30.80.40.626 4.08100.0007250.023*******.020.626⨯⨯=⨯⨯⨯（） （⋅=m /2.2733W 2733.2W/(m2·℃) ②壳程传热系数假设壳程的传热系数αo = 800 W/(m 2·℃)； 污垢热阻为R si = 0.000344 m 2·℃/W R so = 0.000172 m 2·℃/W 管壁的导热系数λ=45 W/(m ·℃) ③总传热系数Koso m o i o i i i o 1d bd d d d d 1αλα＋＋＋＋R R K =1=0.0250.0250.00250.025+0.00034++0.000172733.20.0200.020450.0225⨯⨯⨯⨯ =423W/(m 2·℃) 4、计算传热面积'2m 12268713.2t 42321.9Q S m K ===∆⨯考虑15％的面积裕度，S=1.15×S'=1.15×13.2=15.2m 2 5、工艺结构尺寸（1）管径和管内流速及管长选用ϕ25mm ×2.5mm 传热管(碳钢)，取管内流速u i =0.5m/s （2）管程数和传热管数2210825=193.1436009940.0200.544s i i Vn d u π==⨯⨯⨯⨯根按单程管计算，所需传热管长度为215.2=10.23.140.02519o s S L m d n π==⨯⨯ 按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
若取传热管长L =6m ，换热器管程数为2，则15.2323.140.0256so S n d L π===⨯⨯根 每程管数为322=16根管内流速22108250.30/3.1436009940.0203244i i s Vu m s d n π===⨯⨯⨯ （3）平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数 122164501.44030R t t T -T -===-- 211140300.296430t t P t --===T -- 按单壳程、双管程结构查温差校正系数图表。
可得t 0.94ϕ∆=平均传热温差'm t t 0.9421.920.6m t ϕ∆∆=⋅∆=⨯=℃（4）传热管排列和分程方法正方形排列。
取管心距t=1.25 d 0，则t=1.25×25=31.25≈32mm 横过管束中心线的管数1.19 1.19326c s n n ==⨯=根（5）壳体内径采用双管程结构，取管板利用率η=0.7，则壳体内径为 32=1.05 1.05322270.7sn D t mm η=⨯⨯= 圆整可取D ＝300mm （6）折流档板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的33.3％，则切去的圆缺高度为h ＝33.3％×300＝100mm 取折流板间距B ＝0.5D ，则B ＝0.5×300＝150mm 折流板数为 60001=139150B N =--=传热管长块折流档板间距折流挡板圆缺面水平装配。
（7）接管①壳程流体进出口接管取接管内甲醇流速为 u 1＝3.5m/s ，则接管内径为1144120000.04013600755.77 3.14 3.5V d m u π⨯===⨯⨯⨯圆整后可取内径为40mm 。
②管程流体进出口接管取接管内循环水流速 u 2＝1.2 m/s ，则接管内径为2244108250.0573600994 3.14 1.2Vd m u π⨯===⨯⨯⨯圆整后可取内径为60mm 。