列管式换热器-课程设计说明书
列管式换热器课程设计报告书
一、设计题目：列管式换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理能力：3000吨/日设备型式：固定管板式换热器2、操作条件（1）苯：入口温度80.1℃出口温度40℃（2）冷却介质：循环水入口温度25℃出口温度35℃（3）允许压降：管程不大于30kPa壳程不大于30kPa三、设计内容（一）、概述目前板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。
板式换热器的优点(1) 换热效率高,热损失小在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000～4000 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3～5倍。
设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。
完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3～1/ 4。
(2) 占地面积小重量轻除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。
换热所用板片的厚度仅为0. 6～0. 8mm。
同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。
(3) 污垢系数低流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。
(4) 检修、清洗方便换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。
(5) 产品适用面广设备最高耐温可达180 ℃, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。
各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。
当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其在较为复杂工况中的使用。
同时由于板片通道较小,也不适宜用于杂质较多,颗粒较大的介质。
列管式换热器-课程设计
列管式换热器-课程设计
换热器是一种重要的化工设备。
随着其应用的不断扩大，对换热器的性能要求也越来越高。
以管式换热器为例，管式换热器具有结构简单、布置便利、运行可靠、热传递效率高、体积小、投资低等优点，在化工领域及各种壳管式再生塔、热交换器、海水－蒸汽换热器等热量转换系统中应用广泛。
本次课程设计的主题为管式换热器,围绕管式换热器的原理、性能与结构特性、设计过程、工艺流程展开设计与分析，具体的实习任务包括：
1. 熟悉管式换热器的基本原理、结构形式及性能特点；
2.学习管式换热器的性能计算方法，包括热量传递系数计算和散热量、传热量、温度梯度计算；
3.访问管式换热器制造厂，了解其生产工艺，深入了解管式换热器的结构、组成；
4.使用半求解数值模拟软件，进行现有管式换热器的模拟计算，提高热量传递性能；
5.按照管式换热器的设计原则、计算手段，进行管式换热器系列设计，并进行实验验证；
6.基于工作介质特性及换热器特点，进行管式换热器优化设计；
7.编制课程设计报告，完成本次课程设计任务。
课程设计任务的实施，将要求设计者在前期研究及样本实验的基础上，熟练掌握管式换热器的传热特性并能够根据不同的实验数据正确分析特性曲线，对比实验做适当的变化和选择，给出精确的设计值，从而客观地反映出不同材料的热传递特性差异;在实验室中勤奋地实践和调整，进一步加深对管式换热器热传递特性及设计方法的认识，提高使用者对新工艺材料和新设备的分析能力及设计能力。
列管式换热器设计说明书
食品科学与工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称列管式换热器设计说明书专业班级 10食品科学与工程1班2012 年 01 月 06 日目录1、设计方案 (2)1 .1 设计条件 (2)2、衡算 (2)2.1传热面积的计算： (3)2.1.1煤油用量 (3)2.1.2平均传热温差 (3)2.1.3热流量 (3)2.1.4初传热面积 (3)2.2确定换热管数目和管程数目 (3)2.2.1管层数和传热管数 (3)2.2.2平均传热温差及壳层数平均温差较正系数： (4)2.3传热管排列和分层方法 (4)2.3.1隔板中心到最近一排管中心距 (4)2.3.2壳体直径 (4)2.3.3折流板 (4)2.3.4接管 (4)2.4换热器核算 (5)2.4.1传热面积核算 (5)2.4.2壳程传膜系数 (5)2.4.3污垢热阻和管壁热阻 (6)2.4.4总传热系数K (6)2.4.5传热面积校核 (6)2.5换热器内压核算 (6)2.5.1管程阻力 (6)2.5.2壳程阻力 (7)3 附录及图纸 (7)4总结 (8)5参考文献 (8)6附图 (8)1、设计方案列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
本论文是工业生产煤油用冷却水冷却的换热器进行选择、及主要设备工作部件尺寸的设计。
1 .1 设计条件水入口温度10℃，出口温度60℃，流量20 m3/h；煤油入口温度170℃，出口温度50℃。
2、衡算管层的定性温度T=10/2+60/2=35℃；壳层的定性温度T=170/2+50/2=110℃。
查询煤油物理性质表[1]煤油在110℃下有关物理参数如下：密度ρ=825kg/m3；粘度μ=7.15×10-4Pa·s；比热容Cp=2.2kJ/(kg·℃)；导热系数λ=0.14W/(m·℃)。
查询饱和水的物理性质表[2]水在35℃有关的物理参数：密度ρ=994.2kg/m3；粘度μ=0.723×10-3Pa ·s ；比热容C p =4.174kJ/(kg ·℃)；导热系数λ=0.626W/(m ·℃)。
列管式换热器课程设计说明
设计题目安阳工学院课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：列管式换热器院系：化学与环境工程学院专业班级：高分子材料与工程10-1班2012年11月16日设计要求：(1) 处理能力：5X 105t/a热水(2)操作条件：①热水:入口温度80C ,出口温度60C.②冷却介质：循环水，入口温度30C,出口温度40C .③允许压降：不大于105Pa.④每年按300天计算，每天24小时连续运行•学生应完成的工作：(1) 根据换热任务和有关要求确认设计方案；(2) 初步确认换热器的结构和尺寸；(3) 核算换热器的传热面积和流体阻力；(4) 确认换热器的工艺结构。
参考文献阅读：《化工容器及设备》、《化工原理》、《化工容器及设备》、《化工单元过程及设备课程设计》、《热交换器设计手册》、《换热原理及计算》工作计划：本次课程设计两周时间，第一周主要对换热器全面了解后进行换热器特性参数的有关计算，第二周按照自己的计算的有关参数进行换热器结构的绘制工作。
任务下达日期：2012年11月05日任务完成日期：2012年11月16日指导老师(签名)：学生(签字)列管式换热器设计［摘要］通过对列管式换热器的设计，首先要确定设计的方案，选择合.6.6 适的计算步骤。
查得计算中用到的各种数据，对该换热器的传热系数 传热面积 工艺结构尺寸等等要进行核算，与要设计的目标进行对照 是否能满足要求，最终确定换热器的结构尺寸为设计图纸做好准备和 参考，来完成本次课程设计。
［关键字］换热器标准方案核算结构尺寸一 •概述•方案的设计与拟定三•设计计算 .............................................. .93.1确定设计方案 ..................................... 9.3.1.1选择换热器的类型......................... (9)3.1.2流动空间及流速的测定...................... (9)3.2确定物性数据 (9)3.3计算总传热系数 .................................. .103.3.1 热流量..................................... ..103.3.2平均传热温差.............................. ..113.3.3冷却水用量 (11)3.4计算传热面积 ................................. ..113.5工艺结构尺寸 .................................... .123.5.1管径与管内流速.............................. ..123.5.2管程数与传热管数 (12)3.5.3传热管排列和分程方法........................ ..123.5.4壳体内径 (13)3.5.5 折流板 (13)3.5.6 接管 ...................................... ..133.6换热器核算.................................... .143.6.1热量核算................................... ..143.6.1.1壳程对流传热系数..................... .143.6.1.2管程对流传热系数..................... ..15163.6.1.3 传热系数 K ..................................................... ..15361.4传热面积S 3.6.2换热器内流体的流动阻力 (16)3.6.2.1管程流动阻力 .......................... .163.6.2.2壳程阻力 ............................... .713・6・2・3换热器的主要结构尺寸和计算结果 ..... ..18四. 设计小结 ............................................ .19五. ........................................................ 心得收获 (20)六. 参考文献 ......................................... ・・21 一.概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。
列管式换热器说明书
目录一、设计任务 (2)二、概述与设计方案简介 (3)2.1 概述 (3)2.2 设计方案简介 (3)2.2.1 换热器类型的选择 (3)2.2.2 流径的选择 (5)2.2.3 流速的选择 (5)2.2.4 材质的选择 (6)2.2.5 管程结构 (6)2.2.6 换热器流体相对流动形式. (6)三、工艺及设备设计计算 (6)3.1 确定设计方案 (7)3.2 确定物性数据 (7)3.3 计算总传热系数. (7)3.4 计算换热面积 (8)3.5 工艺尺寸计算 (8)3.6 换热器核算 (10)3.6.1 传热面积校核. (10)3.6.2 ．换热器内压降的核算 (11)四、辅助设备的计算及选型 (12)4.1 拉杆规格 (12)4.2 接管 (12)五、换热器结果总汇表 (13)六、设计评述 (14)七、参考资料. (14)八、主要符号说明 (14)九、致谢 (15)、设计任务、概述与设计方案简介2.1 概述在工业生产中用于实现物料间热量传递的设备称为换热设备，即换热器。
换热器是化工、动力、食品及其他许多部门中广泛采用的一种通用设备。
换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3 种形式，即间壁式、直接接触式、蓄热式。
间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。
在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。
该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。
间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。
将在后面做重点介绍。
直接接触式换热器又称混合式换热器。
在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。
该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。
此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。
当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。
列管式换热器课程设计说明书
列管式换热器课程设计说明书1.工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一煤油冷却器二、设计条件：1、处理能力 160000吨/年2、设备型式列管式换热器3、操作条件允许压力降：0.02MPa 热损失：按传热量的10%计算每年按330天计，每天24小时连续运行三、设计容4、前言5、确定设计方案（设备选型、冷却剂选择、换热器材质及载体流入空间的选择）6、确定物性参数7、工艺设计8、换热器计算（1）核算总传热系数（传热面积）（2）换热器流体的流动阻力校核（计算压降）9、机械结构的选用（1）管板选用、管子在管板上的固定、管板与壳体连接结构（2）封头类型选用（3）温差补偿装置的选用（4）管法兰选用（5）管、壳程接管10、换热器主要结构尺寸和计算结果表11、结束语（包括对设计的自我评书及有关问题的分析讨论）12、换热器的结构和尺寸（4#图纸）13、参考资料目录2.流程图3.工艺流程图水（30℃）煤油（140℃）浮头式换热器水（50℃）可循环利用产品：煤油（80℃）4.设计计算4.1设计任务与条件某生产过程中，用自来水将煤油从140℃冷却至80℃。
已知换热器的处理能力为160000吨/年，冷却介质自来水的入口温度为30℃，出口温度为50℃，允许压力降为0.02MPa ，热损失按传热量的10%计算，每年按330天计，每天24小时连续运行，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
4.2设计计算4.2.1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1T 140℃，出口温度2T 80℃， 冷流体进口温度1t 30℃，出口温度2t 50℃。
进口温度差1T -1t =110℃＞100℃，因此初步确定选用浮头式换热器。
（2） 管程安排 由于自来水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器热流量下降，而且管程较壳程易于清洗，再加上热流体走壳程可以使热流体更易于散热，减小能耗，所以从总体考虑，应使自来水走管程，混合气体走壳程。
列管式换热器设计说明书
课程设计说明书列管式换热器班级：姓名：学号：日期：指导教师：目录设计任务书 (3)一、方案设计 (4)1、确定设计方案 (4)2、确定物性数据 (4)3、工艺流程图 (4)二、工艺过程设计计算 (5)三、设计结果一览表 (8)四、设计评述及问题的讨论 (9)五、主体设备设计图（详情参见图纸） (10)六、参考文献 (10)七、主要符号说明 (10)附图··········································································设计任务书姓名：专业：生物工程班级：一：设计题目：列管式换热器设计二：设计任务：浮头式列管换热器设计1.根据生产任务的要求确定设计方案(1)换热器类型的选择(2)换热器内流体流入空间的选择2.化工计算(1)传热面积的计算(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定(3)壳体直径及壳体厚度的确定3.换热器尺寸的确定及有关构件的选择4.换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择5.编写设计书明书包括目录、任务书、设计方案说明、工艺过程设计计算、主要设备和辅助设备的设计计算、工艺计算和设备计算结果汇总表、设计评述与对某些问题的讨论、参考资料、符号一览表。
列管式换热器课程设计报告书
列管式换热器课程设计报告书列管式换热器是一种常见的换热设备，其结构简单、效率高，广泛应用于石化、电力、制药等工业领域。
为了进一步了解列管式换热器的工作原理和设计方法，本课程设计以列管式换热器的设计与优化为主题，旨在培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
一、课程设计的目标与任务本课程设计的目标是通过学习列管式换热器的设计原理和方法，培养学生的设计能力和创新思维，使其掌握列管式换热器的设计与优化方法。
具体任务如下：1.研究列管式换热器的原理和结构，了解其工作过程和基本参数；2.学习换热器设计的基本原理和方法，包括换热面积计算、传热系数估算等；3.进行列管式换热器的设计计算和优化分析；4.编写课程设计报告书，总结设计过程和结果。
二、课程设计的内容和方法1.理论学习通过教材、参考书籍和互联网资源，学习列管式换热器的基本原理、结构和工作过程。
学生还需深入了解换热器的传热理论和设计方法，了解不同种类的换热器。
2.设计计算学生根据教师提供的设计要求和实际工况数据，进行列管式换热器的设计计算。
包括换热面积的计算、传热系数的估算、管束的选择等。
学生可以借助计算机软件进行设计计算，加深对设计原理和方法的理解。
3.优化分析学生在设计计算的基础上，进行列管式换热器的优化分析。
通过调整设计参数，寻求更优的设计方案。
优化目标可以包括换热效率、压降、材料成本等。
学生需要运用数学方法和工程经验，进行综合评价和决策。
4.报告撰写学生根据设计计算和优化分析的结果，撰写课程设计报告书。
报告需要包括设计计算的过程和结果、优化分析的方法和结果、结论和建议等。
同时，学生还需要附上设计过程中的数据、图表和计算公式，以便他人理解和复现设计过程。
三、评价方法和标准1.设计计算和优化分析的准确性和合理性；2.报告书的内容完整、结构合理、文字准确、图表清晰；3.学生对设计中关键问题的分析和讨论；4.学生对设计过程的理解程度和设计思路的合理性。
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列管式换热器-课程设计说明书
《化工原理》
列管式换热器
课程设计说明书
学院：
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
时间：年月日
目录
一、化工原理课程设计任务书 (2)
二、确定设计方案 (3)
1.选择换热器的类型
2.管程安排
三、确定物性数据 (4)
四、估算传热面积 (5)
1.热流量
2.平均传热温差
3.传热面积
4.冷却水用量
五、工艺结构尺寸 (6)
1.管径和管内流速
2.管程数和传热管数
3.传热温差校平均正及壳程数
4.传热管排列和分程方法
5.壳体内径
6.折流挡板 (7)
7.其他附件
8.接管
六、换热器核算 (8)
1.热流量核算
2.壁温计算 (10)
3.换热器内流体的流动阻力
七、结构设计 (13)
1.浮头管板及钩圈法兰结构设计
2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计
3.管箱结构设计
4.固定端管板结构设计
5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计............14
6.外头盖结构设计
7.垫片选择
8.鞍座选用及安装位置确定
9.折流板布置
10.说明
八、强度设计计算 (15)
1.筒体壁厚计算
2.外头盖短节、封头厚度计算
3.管箱短节、封头厚度计算 (16)
4.管箱短节开孔补强校核 (17)
5.壳体接管开孔补强校核6.固定管板计算 (18)
7.浮头管板及钩圈 (19)
8.无折边球封头计算
9.浮头法兰计算 (20)
九、参考文献 (20)
一、化工原理课程设计任务书
某生产过程的流程如图3-20所示。
反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。
已知混合气体的流量为231801kg h ，压力为6.9MPa ，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口的温度为39℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。
已知：
混合气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值） 密度 3190kg m ρ= 定压比热容1 3.297p c kj kg = ℃ 热导率10.0279w m λ= ℃ 粘度51 1.510Pa s μ-=⨯
循环水在34℃下的物性数据： 密度 31994.3kg m ρ= 定压比热容1 4.174p c kj kg = K 热导率10.624w m λ= K 粘度310.74210Pa s μ-=⨯
二、确定设计方案
1．选择换热器的类型
两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
2．管程安排
从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。
但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。
三、确定物性数据
定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度
的平均值。
故壳程混和气体的定性温度为
T=
2
60
110+ =85℃ 管程流体的定性温度为
t=
342
29
39=+℃
根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
对混合气体来说，
最可靠的无形数据是实测值。
若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。
混和气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）： 密度
31/90m kg =ρ
定压比热容 1p c =3.297kj/kg •℃ 热导率 1λ=0.0279w/m •℃
粘度 1
μ=1.5×10-5
Pa •s
循环水在34℃ 下的物性数据：
密度 1ρ=994.3㎏/m 3 定压比热容 1p c =4.174kj/kg •K
热导率
1λ=0.624w/m •K
粘度 1
μ=0.742×10-3
Pa •s
四、估算传热面积
1.热流量。