课程设计——煤油冷却器
《化工原理》课程设计--煤油冷却器的设计
《化工原理》课程设计任务书一、设计题目：煤油冷却器的设计二、原始数据及操作条件1、处理能力8万吨/年2、设备形式列管式3、煤油T入= 140℃，T出= 40℃4、冷水T入= 25℃，T出= 40℃5、⊿P<=105Pa6、煤油ρ=825Kg/m3，η=7.15×10-4Pa.S C V=2.22K J/Kg.℃7、λ= 0.14W/（m.℃）8、每年按330天计，24小时/天连续进行。
三、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算，绘制设备条件图（1号）一份，编制一份设计说明书（打印稿），其主要内容包括：1、前言2、生产条件的确定3、换热器的设计计算4、设计结果列表5、设计结果的讨论与说明6、注明参考和使用的设计资料7、结束语《化工原理》课程设计说明书一、前言在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
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。
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，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器大的机构尺寸。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史。
在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。
列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。
目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。
列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。
固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。
但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。
煤油冷却器课程设计
煤油冷却器课程设计煤油冷却器是一种常见的工业设备，用于冷却高温的液体或气体。
在传热学中，煤油冷却器是一个热传导系统，其中热传导的媒介是煤油。
煤油冷却器的设计本质上是为了优化传热过程，以提高效率和可靠性。
在煤油冷却器的课程设计中，需要考虑多个因素。
首先是热负荷，即需要冷却的液体或气体的温度、压力和流量等参数。
其次是煤油的选择，包括煤油的种类、质量和流量等。
还需要考虑冷却器的结构和材料，包括管壳式和板式等不同类型，以及不同的材料如不锈钢、铜和铝等。
在实际操作中，煤油冷却器的设计要结合生产实际情况进行。
首先要确定冷却器的工作条件，包括入口和出口温度、流量和压力等。
其次要根据设计要求进行煤油的选择和计算，包括煤油的粘度、比热和热导率等。
然后要进行器件结构和材料的选择，以及进行传热计算和流体力学分析等。
最后需要进行实验验证，以确定冷却器的性能和可靠性。
在煤油冷却器的课程设计中，主要有以下步骤：1.确定设计需求和条件，包括冷却的流体参数、煤油参数、冷却器结构和材料等。
2.进行煤油选择和计算。
包括煤油的粘度、比热和热导率等参数，以及计算煤油的流量和压力损失等。
3.进行器件结构和材料的选择，包括选择管壳式或板式冷却器，以及选择不锈钢、铜或铝等材料。
4.进行传热计算和流体力学分析等，以确定器件的传热效率和流体阻力等。
5.进行实验验证，以确定冷却器的性能和可靠性。
在实际操作中，煤油冷却器的课程设计需要充分考虑生产实际情况，结合理论分析和实验验证进行，以保证器件的高效性和可靠性。
同时，还需要注意煤油的使用和管理，以确保冷却器的正常运行和安全性。
化工原理课程设计说明书-煤油冷却器的设计
课程设计任务书一、摘要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在换热器中，至少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，且它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。
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，对换热器的要求也日益增强。
换热器的设计制造结构改进以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。
根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。
由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。
在生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。
衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动力。
二、关键字煤油换热器列管式换热器膨胀节固定管板式封头管板目录一、概述 (1)二、工艺流程草图及设计标准 (1)2.1工艺流程草图 (1)2.2设计标准 (2)三、换热器设计计算 (2)3.1确定设计方案 (2)3.1.1选择换热器的类型 (2)3.1.2流体溜径流速的选择 (2)3.2确定物性的参数 (3)3.3估算传热面积 (3)3.3.1热流量 (3)3.3.2平均传热温差 (3)3.3.3传热面积 (3)3.3.4冷却水用量 (4)3.4工艺结构尺寸 (4)3.4.1管径和管内流速 (4)3.4.2管程数和传热管数 (4)3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (4)3.4.4传热管排列和分程方法 (5)3.4.5壳体内径 (5)3.4.6折流板 (5)3.4.7接管 (5)3.5换热器核算 (6)3.5.1热流量核算 (6)3.5.1.1壳程表面传热系数 (6)3.5.1.2管内表面传热系数 (7)3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻 (7)3.5.1.4计算传热系数K C (7)3.5.1.5换热器的面积裕度 (8)3.5.2换热器内流体的流动阻力 (8)3.5.2.1管程流体阻力 (8)3.5.2.2壳程阻力 (8)四、设计结果设计一览表 (10)五、设计自我评价 (11)六、参考资料 (12)七、主要符号说明 (13)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。
煤油冷却器的设计 化工原理课程设计
课程设计课程名称化工原理课程设计题目名称煤油冷却器的设计专业班级食品营养与检测学生姓名学号指导教师二O O年12 月31 日目录1．设计任务 ----------------- 12. 设计计算 ----------------- 2（1）确定设计方案 ---------------------- 2（2）确定物性系数-------------------------- 2（3）计算总传热系数 ------------------- 3 （4）计算传热面积--------------------------- 4（5）工艺结构尺寸--------------------------- 4（6）换热器核算 ------------------------ 53. 换热器主要结构尺寸和计算结果表1 9煤油冷却器的设计列管式换热器【设计任务】一、设计题目列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件（1）处理能力: M*103 t/Y（其中：Ｍ＝30+学号后两位）煤油（2）设备型式: 列管式换热器（3）操作条件①煤油：入口温度110℃，出口温度60℃。
②冷却介质：循环水，入口温度29℃，出口温度39℃。
③允许压降：不大于105 Pa。
④煤油定性温度下的物性数据：定压比热容＝3.297kJ/(kg.℃)导热系数＝0.0279 W/(m.0C)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。
（4）建厂地址蚌埠地区三、设计要求试设计一台适宜的列管式换热器完成该生产任务。
【设计计算】一、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口为温度110℃，出口温度60℃；冷流体（循环水）进口温度29℃，出口温度39℃。
该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，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，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
2.流动空间及流速的确定由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。
煤油冷却器课程设计
煤油冷却器课程设计煤油冷却器课程设计简介煤油冷却器是一种能够将热能转化为机械能的装置，主要用于农业、交通运输、建筑等行业，起到降温、润滑、提高效率的作用。
本文将介绍煤油冷却器的课程设计，主要包括课程设计的目的、内容、教学方法和评估标准。
目的通过本次课程设计，学生将能够：1.了解煤油冷却器的结构和原理，掌握其工作原理和应用场景；2.完成一个小型煤油冷却器的制作，掌握实验操作技能；3.通过分析实验结果，加深对煤油冷却器原理的理解，提高解决实际问题的能力。
内容本次课程设计将分为以下四个部分：1.课程理论讲授首先，将介绍煤油冷却器的结构特点和工作原理，对于煤油冷却器的实际应用场景进行分析和解释。
其中包括：（1）冷却器的原理和种类（2）煤油冷却器的特点和设计原则（3）冷却器的使用和维护2.实验器材准备根据所需器材、器件以及材料进行规划购买，同时并准备实验前的各种开展实验所需的仪器，如多用表、温度计、热枪等，另外仪器准备后还须复核检查是否齐全、检验所准备的器材是否正常，确保器材完整，准备工作得当。
3.实验操作在实验讲解和演示的基础上，学生将根据所提供的样品进行实际操作，测定煤油冷却器的性能参数，调整气口数量或位置、重组插片、筛网等，从而达到最佳性能。
4.结果分析和评价在实验完成后，学生需要进行数据处理和分析，通过整理实验结果，并各自自然地描述各项数据的变化表现。
在综合分析之后，画出实验数据的数据曲线，比较实验结果，识别出具体差异。
教学方法本次课程设计采用以下教学方法：1.小组合作学习会将学生分为小组，每个小组将负责实验器材的准备、实验操作、数据收集和结果分析。
此方法将鼓励学生积极参与和合作，促进团队互助合作。
2.实验操作演示老师将根据规定的操作演示其理当的操作步骤，帮助学生更快速地学习理论和品味实践。
同时还需对关键操作环节进行一些具体分析和口头指导。
3.互动讨论在学生完成了实验操作之后，将进行整个实验过程的讨论，对实际操作和数据误差进行分析和讨论。
煤油冷却器的课程设计1
煤油冷却器的课程设计1板式换热器设计任务书一、设计题目：煤油冷却器的设计二、设计任务1 、处理能力：19.8 X 104 t年煤油2 、设备型号：列管式换热器3 、操作条件：煤油：入口温度140C，出口温度40C冷却介质：循环水，入口温度30C，出口温度38C允许压降：不大于105Pa每年按330 天计建厂地址：广西三、设计要求1 、选择适宜的列管式换热器并进行核算2 、要进行工艺计算3 、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等）4 、编写设计任务书5 、进行设备结构图的绘制（用420*594 图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。
一剖面图，两个局部放大图。
设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。
）化工原理课程设计说明书题目：列管式换热器的设计系别：班级：学号：姓名：指导教师：日期：2019 年1 月5 日目录、设计方案............................................ (5)1.换热器的选择..... 5 2．流动空间及流速的确定.................... 5二、物性数据.......... 5三、计算总传热系数： (6)1.热流量......... 6 2.平均传热温差..... 63.冷却水用量..6 4.总传热系数K......... 6四、计算换热面积... 7五、工艺结构尺寸... 71.管径和管内流速..7 2.管程数和传热管数............................. 73.平均传热温差校正及壳程数............. 8 4.传热管排列和分程方法..................... 8 5.壳体内径..... 8 6.折流.................. 8 7.接板管........................... 8六、换热器核算..... (9)1.热量核算.............. 9 2.热量重新核算......... 1 0 3.换热器内流体的流动阻力.............. 1 1 4.换热器主要结构尺寸和计算结果.................................................... 13 七、设计的评述..................... ................................................. 14 八、参考文献 ..................................................... 14 九、主要符号说明 ............................................. 15 十、主体设备条件图及生产工艺流程图........................................... (15)1 换热器类型的选择在本次设计任务中，两流体温度变化情况：热流体进口温度140C，出口温度40C；冷流体(循环水)进口温度30C，出口温度38C。
煤油冷却器设计化工原理课程设计
煤油冷却器设计化工原理课程设计XX大学化工原理课程设计任务书专业：高分子材料与工程班级：高分子姓名：设计日期：日设计题目：煤油冷却器设计设计条件：1．设备处理量***** kg/h。
2．煤油：入口温度150℃，出口温度60℃ 3．冷却水：入口温度30℃，出口温度40℃ 4．热损失可忽略。
两侧污垢热阻分别为RS0＝0.00017m2℃/W RSi＝0.00034 m2℃/W 5．壳程压降不大于30 kPa 6．初设K=290 W/m2·℃。
设计要求：1 设计满足以上条件的换热器并写出设计说明书。
2. 根据所选换热器画出设备装配图。
指导教师：第一章文献综述第一节概述一换热器的概念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。
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；1/ 16另一种流体则温度较低，吸收热量。
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。
二换热器的分类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，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。
换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。
其中间壁式换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器（板翅式、管翅式等），如表2-1所示。
表2-1 传热器的结构分类类型特点间壁式管壳式列管式固定管板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漏，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2/ 16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，可用作回收低温热能平板式结构紧凑，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第二节换热器设备应满足的基本要求完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求。
煤油冷却器的设计
西北大学化工原理课程设计任务书设计题目煤油冷却器院系化工学院专业化学工程与工艺指导教师赵彬侠姓名张洪姣学号2008115023目录(一)设计题目(二)流程和方案的说明和论证(三)计算过程(四)流程图(五)设计感想(六)参考文献一、设计题目：根据条件设计合适的换热器（煤油冷却器的设计）设计任务及操作条件：1.煤油：入口温度150℃，出口温度50℃；运行表压1bar。
2.冷却介质：凉水塔中处理过的补给水，入口温度30℃，出口温度50℃；运行表压3bar。
二、流程和方案的说明和论证1.传热过程易采用逆流传热方式，因为逆流平均推动力大于并流；选用单壳程四管程固定式列管换热器；2.流体空间的选择：由于煤油流量为14T/h，且由于水的定性温度t＝1/2(50+30)=40℃，煤油定性温T=1/2(150+50)＝100℃，煤油的定性温度查得相应的物性值：煤油的粘度：μ油＝0.81×10-3Pa.S 密度：ρ油＝818kg/m3 C油＝2.26kJ/（kg. ℃）λ油=0.135W/（m. ℃）水的粘度：μ水＝0.656×10-3Pa.S 密度：ρ水=992.2kg/m3C水＝4.174kJ/（kg. ℃）λ水=0.6333W/（m. ℃）高温流体一般走管程，因为高温会降低材料的许用应力，高温流体走管程可节省保温层和减少壳体厚度；腐蚀性较强的流体应该走管程，可以节省耐腐蚀材料；较脏和易结垢的流体走管程，以便于清洗和控制结垢，如必须走管程，则可采用正方形排列，并采用可拆式换热器。
且煤油为热物体，易放在管壳。
流体空间的选择还与粘度、压力降、流速、传热膜系数等因素有关。
根据上述原则及水和煤油的物性参数，最终设计煤油走管壳，水走管程。
结构与结构参数的选择a) 直径小的换热器不仅便宜，而且可以获得较好的传热膜系数与阻力系数的比值。
但管径愈小则换热器的压降愈大，在满足允许压力的前提下，一般推荐用外径为19mm ，对于易结垢的流体，为方便清洗，采用外径为25mm 的管子b) 管长 无相变的换热器时，管子较长则传热系数也增大，在相同的传热面积的情况下，采用长管流动截面积小，流速大，管程数小，从而减小了回弯次数，因而压降也较小；但是罐子过长会带来制造的麻烦，因此一般选用4—6米，对于传热面积大的，若无相变的可用8—9米。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工原理课程设计题目煤油冷却器学院名称化学化工学院指导教师职称教授班级学号学生姓名2015年9月8日目录目录目录 (I)前言.............................................................. I I 概述 (1)第二章设计任务与条件 (2)第三章工艺设计 (3)3、1生产条件的确定 (3)3、2换热器的设计计算 (3)3、2、1确定设计方案 (3)3、2、2确定物性数据 (3)3、2、3计算总传热系数 (4)3、2、4计算传热面积 (5)3、2、5工艺结构尺寸 (5)3、2、6换热器核算 (7)第四章设计结果列表 (11)4、1换热器主要结构尺寸与计算结果 (11)4、2设计结果的讨论 (12)结束语 (12)参考文献 (13)符号说明 (13)附录 (14)前言煤油一般就是通过对石油进行分馏而制得,刚刚分馏得到的煤油温度会比较高,不利于保存与运输等,需要进行冷却。
在工业大生产过程中自然冷却远远达不到煤油冷却的时间要求,选用低温水进行冷却就是比较好的冷却方式。
设计性能优良的冷却器就十分的必要了,本文通过大量数据运算得到的理论冷却器比较接近现实生产要求,有待于进一步的实践证实与运用。
关键词:煤油;水;换热器概述在化工、石油、能源、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也就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与作用不同,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。
列管式换热器就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。
列管式换热器有以下几种:1、浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。
管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完佺消除了温差应力。
特点:结构复杂、造价高,便于清洗与检修,消除温差应力,应用普遍。
设计评述:1、在换热器选型的时候,考虑各种常用的换热器优缺点:⑴固定板式换热器:结构简单,在相同的壳体直径内,排管最多,比较紧凑,使壳侧清洗困难。
当管子与壳体壁温相差大于50°C 时,应在壳体上设置温差补偿--膨胀节,依靠膨胀节的弹性变形可以减少温差应力。
但就是当壳体与管子的温差大于60°C 及壳程压力超过Pa 5106 时,由于补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿作用,就应考虑其她结构。
⑵U 型管式换热器:其结构特点就是只有一个管板。
换热管为U 形,管束可以自由伸缩,当壳体与U 型换热管有温差时,不会产生温差应力。
密封面少,运行可靠,造价较低,管间清洗较方便。
但就是由于管子需要一定的弯曲半径,故管板的利用率低;管束最内层管间距较大,壳程易短路;内层管子坏了不能更换,因而报废率较高。
一般用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢而管程介质清洁以及高温高压、腐蚀性强的场合。
⑶浮头式换热器:当换热管与壳体有温差存在时,壳体与换热管膨胀,互不约束,不会产生温差应力,管内与管间的清洗均方便。
但就是由于结构复杂、笨重,造价较高,适用于壳体与管束间温差较大,或壳程介质易结垢的场合。
在综合各方面因素,该设计任务的管束与壳体的平均温度差C 40︒,同时壳程压力为Pa 4106.83⨯,都不就是很大,因此选择造价较低的带膨胀圈的固定管板就是换热器,在经济的情况下能达到生产任务需求。
2.冷却过程中最好采用容积较大的贮槽或者直接采用小型水库,这样可以充分使循环水冷却。
3.泵的选型,由于泵所提供的流量Q 与扬程H 均稍大于管路系统要求值,所以应减小标准阀的开度,藉此增大管路长度当量,从而使轴功率N 增大。
设计总评:对于该生产任务,这个设计还有诸多不足需要弥补。
例如,循环水为以结垢的流体,最好选择大管径mm mm 5.225⨯φ的换热管,但就是考虑到流速,选择了小管径mm mm 219⨯φ的换热管;所设计的换热器不在固定管板式换热器的系列标准之内,制造比较麻烦;泵的吹入管等管路有点短,若就是直接以水库中的水作为循环水,则设备距离不够。
等等。
此次设计就是以理论作为指导,难免会有以上疏漏,希望在老师的指导下,能以实践作为基础,进一步完善有关化工知识。
第二章 设计任务与条件原料:煤油,水处理量:25万吨／年原料温度:入口温度145o C,出口温度40oC冷却介质:循环水,入口温度30o C,出口温度40o C生产时间:300天∕年,每天24h 连续运行允许压降不大于105Pa第三章工艺设计3、1生产条件的确定设计一列管式煤油换热器,完成年冷却17wt煤油的任务,具体要求如下:煤油进口温度145℃,出口温度40℃;冷流体进口温度30℃,出口温度40℃;每年按300天计,24小时/天连续进行。
3、2换热器的设计计算3、2、1确定设计方案(1)选择换热器类型两流体温度变化情况:热流体进口温度145℃,出口温度40℃;冷流体进口温度30℃,出口温度40℃。
由于该换热器的管壁温度与壳体温度有较大温差,选用浮头式换热器。
(2)流动空间及流速的确定实际生产中,冷却水一般为循环水,而循环水易结垢,为便于清洗,应采用冷却水走管程,煤油走壳程。
选用φ25×2、5的碳钢管,管内流速设为ui=0、5m/s。
3、2、2确定物性数据定性温度:可取流体进口温度的平均值。
壳程煤油的定性温度:T=240145+=92、5(℃) 管程流体的定性温度:t=24030+=35(℃)根据定性温度,分别插取壳程与管程流体的有关物性数据。
煤油在92、5℃的有关物性数据如下:密度 ρ0=825kg/m 3定压比热容 C po =2、22kJ/(kg×℃)导热系数 λo=0、140W/(m×℃)粘度 υo=0、000715Pa×s冷却水在35℃的有关物性数据如下:密度 ρi =994kg/m 3定压比热容 C pi =4、08kJ/(kg ×℃)导热系数 λi =0、626W/(m×℃)粘度 υi =0、000725Pa×s3、2、3计算总传热系数(1)煤油传热热量与流量h kg m o /347222430010102534=÷÷⨯⨯=Qo=moCpoto=()h kj /109.804014522.2347225⨯=-⨯⨯ =2248KW(2)平均传热温差=∆'m t 4.40304040145ln )3040()40145(ln 2121=-----=∆∆∆-∆t t t t (℃) (3)冷却水用量198284)3040(08.4109.805=-⨯⨯=∆=i pi oi t c Q w (kg/h) (4)总传热系数1)管程传热系数137********.09945.002.0Re =⨯⨯==i i i i u d μρ )/(20.2733)626.0000725.04080()13710(020.0626.0023.0023.024.08.04.08.0C m W c u d d i i pi i i i i i i i ︒⨯=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα2)壳程传热系数假设壳程的传热系数 3000=αW/(m 2×℃)污垢热阻R si =0、000344m 2×℃/WR so =0、000172m 2×℃/W管壁的导热系数)/(1.225000.00225.045025.00025.0020.0025.0000344.0020.02.2733025.01112C m W R kd bd d d R d d K oso m o i o si i i o ︒⨯=+⨯⨯+⨯+⨯=++++=αα3、2、4计算传热面积)(2.2474.401.22522480002'm t K Q S m =⨯=∆=考虑15%的面积裕度,S=1、15⨯S’=1、15⨯247、2=284、3)(2m 3、2、5工艺结构尺寸(1)管径与管内流速选用φ25×2、5传热管(碳钢),取管内流速s m u i /5.0=(2)管程数与传热管数依据传热管内径与流速确定单程传热管数3535.002.0785.0)9943600/(19828442≈⨯⨯⨯==u d Vn i s π(根) 按单程管计算,所需的传热管长度)(26.10353025.014.33.284m n d S L s o ≈⨯⨯==π根6036025.014.33.284≈⨯⨯==L d S n o s π 按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。
取传热管长L=6m,则该换热器管程数为2626.10≈==l L N p (管程) 传热管总根数 3022603==N (根) (3)平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数0869.03014530405.10304040145=--==--=P R 按单壳程,双管程结构,温差校正系数应查有关图表可得)(82.0C t ︒=∆ϕ平均传热温差)(1.334.4082.0'C t t m t m ︒=⨯=∆⨯=∆∆ϕ(4)传热管排列与分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。
取管心距o d t 25.1=,则)(3225.312525.1mm t ≈=⨯=横过管束中心线的管数3219.1==N n c (根)(5)壳体内径采用多管程结构,取管板利用率7.0=η,则壳体内径)(10677.0/7063205.1/05.1mm N t D =⨯⨯==η圆整可取mm D 1100=(6)折流板采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的%25,则切去的圆缺高度为mm h 22590025.0=⨯=。
取折流板间距D B 3.0=,则mm B 33011003.0=⨯= B 取330mm折流板数 18133060001=-=-=B L N B 块 折流板圆缺水平装配。
(7)接管壳程流体进出口接管:取接管内循环油品流速为s m u /0.1=,则接管内径为 m u Vd 1220.00.114.3)8253600/(3472244=⨯⨯⨯==π 取标准管径为mm 30。
管程流体进出口接管:取接管内循环水流速为s m u /5.1=,则接管内径为 m u Vd 2169.05.114.3)9943600/(19828444=⨯⨯⨯==π3、2、6换热器核算(1)热量核算1)壳程对流传热系数对圆缺形折流板,可采取克恩公式14.03/155.0Pr Re 36.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=w o o e o o d μμλα当量直径,由正三角形排列得)(020.0025.014.3025.0414.3032.023*********m d d t d o o e =⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ππ壳程流通截面积）m （0794.0032.0025.0133.01.11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t d BD S o o 壳程流体流速及其雷诺数分别为 s m u o /147.00794.0)8253600/(34722=⨯= 3.3392000715.0825147.0020.0Re =⨯⨯=o 普兰特准数34.1114.0000715.01022.2Pr 3=⨯⨯= 粘度校正 114.0≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛w μμ)/(10.49534.11339202.0140.036.023/155.0C m W o ︒⨯=⨯⨯⨯=α 2)管程对流传热系数4.08.0023.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i i pi i i i i i i i c u d d λμμρλα 管程流通截面积 )(11084.0270602.0785.022m S i =⨯⨯= 管程流体流速及其雷诺数分别为 s m u o /4999.011084.0)9943600/(198284=⨯= 137********.09944999.0020.0Re =⨯⨯=o 普兰特准数725.4626.0000725.01008.4Pr 3=⨯⨯= )/(8.2732)725.4()13708(020.0626.0023.024.08.0C m W i ︒⨯==α3)传热系数 K)/(6.3171.4951000172.0020.045025.00025.0020.0025.0000344.0020.08.2732025.01112C m W R d bd d d R d d K oso m o i o si i i o ︒⨯=++⨯⨯+⨯+⨯=++++=αλα4)传热面积 S)(84.2131.336.31722480002m t K Q S m =⨯=∆=该换热器的实际传热面积p S)(5.275)18603(6025.014.3)(2m n N L d S c o p =-⨯⨯⨯=-=π 该换热器的面积裕度%83.28%10084.21384.2135.275%100=⨯-=-=S S S H p 传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。