化工原理设计 原油换热器
原油 预热器设计.
X X X X X X X学院课程设计课程名称：化工原理课程设计题目：石油预热器设计专业：化学工艺学生姓名：xxxx班级：xxxxxxxx 学号：xxxxxxxx 指导教师姓名：xxxx设计完成时间：2014年12月12日化工原理课程设计任务书一、设计题目：石油预热器设计二、设计条件：1、处理能力：馏分Ⅱ46000 kg/h；石油56000 kg/h；2、设备型式：标准列管换热器；3、操作条件：1)原料油：入口温度70℃，出口温度110℃；馏分Ⅱ：入口温度175℃；2) 允许压强降：管、壳程压强降小于30kPa；4、物性参数：物性参数表流体t，℃ρ，kg/m3μ，mPa·s石油平均温度815 6.65馏分Ⅱ平均温度715 0.64流体Cp，kJ/（kg·℃）λ ，W/（m·℃）r，kJ/kg石油 2.2 0.128 －馏分Ⅱ 2.48 0.133 －三、设计计算内容：1、传热面积、换热管根数；2、确定管束的排列方式、程数、折流板的规格和数量等；3、壳体的内径；4、冷、热流体进、出口管径；5、核算总传热系数；6、管壳程流体阻力校核。
四、设计成果：设计说明书一份。
五、设计时间一周。
六、参考文献[1] 申迎华，郭晓刚．化工原理课程设计［Ｍ］．北京：化学工业出版社，2009：[2] 柴城敬．化工原理课程设计指导［Ｍ］．天津：天津大学出版社，1999：[3]林大钧，于传浩，杨静．化工制图［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2007：[4]中国石化集团．化工工艺设计手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，2009：七、设计人：学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxxxx八、设计进程：指导教师布置实践题目0.5天设计方案确定0.5天工艺计算 2.0天绘图0.5天编写实践说明书 1.0天答辩0.5天化学工程教研室2014年12月10日目录化工原理课程设计任务书 (I)1 概述 (2)2估算传热面积 (3)2.1热流量 (3)2.2平均传热温差 (3)2.3传热面积 (3)3 选定换热器的型号 (4)3.1换热器初步确定 (4)3.2确定管数和管长 (4)3.3折流板 (5)3.4其他附件 (5)3.5接管 (5)3.5.1壳程流体进出口接管 (5)3.5.2管程流体进出口接管 (5)3.6数据核算 (5)4 阻力损失的计算 (7)4.1管程 (7)4.2 壳程 (7)5 传热计算 (9)5.1 管程给热系数 (9)5.2 壳程给热系数 (9)5.3 传热系数 (9)A (9)5.4 所需传热面积o5.5 换热器裕度 (9)设计结果汇总 (10)设计评述 (11)1 概述完善的换热器在设计或选型时应满足以下条件：1 合理地实现所规定的工艺条件2 安全可靠3 有利安装、操作与维修4 经济合理设计或选型时，如果几种换热器都能完成生产任务的需要，这一指标尤为重要。
原油快速换热升温方案设计计算
换热器部分计算管程介质为原油进口温度 (℃) Tt1=30（给定）出口温度 (℃) Tt2=55（给定）工作压力（MPa) Pt =1.0（给定）平均温度 (℃) Tt =42.5(计算）流体的定压比热容Cp(KJ/(kg.℃))=2.29(查表）流量(t/h) Q =150（给定）流体密度（kg/m3)ρ=950(查表）所需热量(KJ/h)=8158125(计算）壳程进口温度 (℃) Ts1=170.42（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs1=2768.4出口温度 (℃) Ts2=100（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs2=2257.6工作压力（MPa) Pt =0.8（给定）平均温度 (℃) Ts =135.21(计算）流体的定压比热容Cp1(KJ/(kg.℃)=4.1868(查表）170.42℃降为100℃1.温差放出热量(KJ/(kg)）为294.83100℃-510.8170.4(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ1 4.218(查表）100.0(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ20(查表）1立方饱和蒸汽从170.4℃降为100.0放出潜热(KJ/(m3)）所需要水蒸汽量为(m3/h)530.778508(计算）饱和蒸汽流速(m/s)15(查表）壳程进出口管径(mm)111.870312(计算）取壳程进出口管径DN 10015075.28介质为饱和蒸汽 2.密度变化放出热量(KJ/(kg)）原油快速换热升温方案设计计算每1千克饱和水蒸汽从吸收热量(KJ/(kg)每1千克饱和水蒸汽换热管外径（mm ）25（给定）换热管内径（mm ）20（给定）换热管长度（mm ）6000（给定）换热管数量180（给定）换热器管程程数2（给定）换热管换热面积（m2）84.8230002换热管内介质流速(m/s) 1.47440434总传热系数K 计算流体的导热系数 λ(W/(m.℃))0.683流体主体粘度（Pa.s)μ0.00024313管内强制湍流传热ai 511.49948流体的导热系数 λ(W/(m.℃))0.684壳程流体介质平均温度下密度（kg/m3)ρ1.7895壳程流体介质平均温度下流体主体粘度（Pa.s)μ 2.02E-04壳程流体介质在管壁温度下流体粘度（Pa.s)μw 2.21E-04管外强制湍流传热ao 70.7527306换热管选用材料20管换热管传热系数51.8(查表）总传热系数 K=15.5396981低粘度流体在管内强制湍流传热低粘度流体在管外强制湍流传热流体的有效平均温90.8250307差(℃)换热面积（m2） F=5780.19147(查表）(查表）。
化工原理换热器课程设计(1)
重庆理工大学化工原理课程设计说明书题目：柴油预热原油的管壳式换热器学生班级：113150202学生姓名：余毛平学生学号：11315020232指导教师：白薇扬化学化工学院2016 年 7 月 4 日目录1.设计任务书 (1)2.概述 (2)3.设计条件及物性参数表 (2)4.方案设计和拟定 (3)5.设计计算 (7)6.参考文献 (11)1．设计任务书1.1设计题目用柴油预热原油的管壳式换热器1.2设计任务1.查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；2.根据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；3.根据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器结构设计；4.以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；5.编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。
1.3操作条件2.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。
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。
3.设计条件及物性参数表3.1操作条件原油：入口温度60℃出口温度105℃质量流量：41416 kg/h加热介质柴油：入口温度170℃ 出口温度T2 质量流量：35320kg/h允许压降：不超过0.3×105Pa3.2物性参数表4.方案设计和拟订根据任务书给定的冷热流体的温度，来选择设计列管式换热器中的浮头式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。
化工原理课程设计-柴油原油换热器设计说明书
化工原理课程设计柴油换热器设计说明书设计者：班级：过控132组长：成员：学生姓名：日期：2015年9月4日指导教师：齐齐哈尔大学化工原理课程设计——柴油换热器目录一．设计说明书 (3)二．设计条件及主要物性的确定 (3)1．定性温度的确定 (3)2．流体有关物性 (3)三. 确定设计方案 (4)1．选择换热器的类型 (4)2．流程安排 (4)四．估算传热面积 (4)1.传热器的热负荷 (4)2.平均传热温差 (4)3.传热面积估算 (4)五．工程结构尺寸 (5)1.管径和管内流速 (5)2.管程数和传热管数 (5)3.平均传热温差校正和壳程数 (5)4.传热管排列和分程方法 (5)5.壳程内径 (6)6.折流板 (6)7.其他附件 (6)8.接管 (6)六．换热器核算 (7)1.热流量核算 (7)（1）壳程表面传热系数 (7)（2）管程表面传热系数 (7)（3）污垢热阻和管壁热阻 (8)（4）传热系数K (8)（5）传热面积裕度 (8)2.壁温核算 (9)3.换热器内流体的流动阻力 (9)（1）管程流动阻力 (9)（2）壳程流动阻力 (10)七．换热器主要工艺结构尺寸和计算结果表 (11)八．设备参考数计算 (12)1.壳体壁厚 (12)2.接管法兰 (12)3.设备法兰 (12)4.封头管箱 (12)5.设备法兰垫片（橡胶石棉板） (12)6.管法兰用垫片 (13)7.管板 (13)第 1 页共17 页齐齐哈尔大学化工原理课程设计——柴油换热器8.支垫（鞍式支座） (13)9.设备参数总表 (13)九．设计总结 (15)十.主要符号说明 (16)十一.参考文献 (17)第 2 页共17 页齐齐哈尔大学 化工原理课程设计——柴油换热器第 3 页 共 17 页一、设计说明书1.设计任务书和设计条件原油44000kg/h 由70°C 被加热到110°C 与柴油换热，柴油流量34000kg/h ，柴油入口温度175°C ，出口温度127。
化工原理换热器课程设计(原创完整版)
华北科技学院课程设计报告题目列管式换热器的工艺设计课程名称化工原理课程设计专业化学工程与工艺班级学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间：2011 年5月2日至2011年5月13日课程设计任务书设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用设计题目4、炼油厂用原油将柴油从175℃冷却至130℃，柴油流量为12500 kg/h；原油初温为70℃，经换热后升温到110℃。
换热器的热损失可忽略。
60kPa。
.℃/W管、壳程阻力压降均不大于30kPa。
污垢热阻均取0.0003㎡一、确定设计方案1、选择换热器类型俩流体温度变化情况：柴油进口温度175℃，出口温度110℃。
原油进口温度70℃，出口温度110℃从两流体的温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用固定管板式换热器。
2、流程安排该任务的热流体为柴油，冷流体为原油，由于原油的黏度大，因此使原油走壳程，柴油走管程。
二、工艺结构设计（一）估算传热面积1.换热器的热流量（忽略热损失）1112312500() 2.4810(17530)38750003600m p Q q c T T W =-=⨯⨯⨯-= 2.冷却剂原油用量（忽略热损失）22123875004.40/()2200(11070)m p Q q kg s c t t ===-⨯-2.平均传热温差'1212(175110)(13070)62.5175110ln ln13070m t t t C t t ∆-∆---∆===︒∆--∆ 3.估K 值2220K W m C =⋅︒估（） 4.由K 值估算传热面积A 估=2Q 38750028.2220m m K t ==⋅∆⨯62.5估（二）工艺结构尺寸1.管径、管长、管数○1管径选择 选用192mm ϕ⨯传热管（碳钢） ○2估算管内流速 取管内流速0.6/u m s =估 ○3计算管数 2212500360071545.8460.0150.644vsi q n d u ππ⨯===≈⨯⨯估（根）○4计算管长 28.2L 10.280.01946o s A m d n ππ===⨯⨯估 ○5确定管程 按单管程设计，传热管稍长，宜采用多管程结构。
化工原理课程设计——换热器的设计(模板及参考.
广西工业职业技术学院《化工单元操作技术》课程设计说明书题目：原油预热器的设计系部：石油与化学工程系班级：化工1231学号：姓名：指导教师：樊丁珲时间：2013年6月目录§一.任务书 (2)1.1.题目1.2.任务及操作条件1.3.列管式换热器的选择与核算§二.概述 (3)2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计背景及设计要求§三.热量设计 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定3.3.确定物性数据3.4.计算总传热系数3.5.计算传热面积§四. 机械结构设计 (9)4.1.管径和管内流速4.2.管程数和传热管数4.3.平均传热温差校正及壳程数4.4.壳程内径及换热管选型汇总4.4.折流板4.6.接管4.7.壁厚的确定、封头4.8.管板4.9.换热管4.10.分程隔板4.11拉杆4.12.换热管与管板的连接4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型)4.14.膨胀节的设定讨论§五.换热器核算 (21)5.1.热量核算5.2.压力降核算§六. 设计结果表汇 (28)§七参考文献 (29)§附：化工原理课程设计之心得体会 (30)§一.课程设计任务书1.1.题目煤油冷却器的设计1.2.任务及操作条件1.2.1处理能力：40t/h 煤油1.2.2.设备形式：列管式换热器1.2.3.操作条件(1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃(2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃(3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa(4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)1.3.列管式换热器的选择与核算1.3.1.传热计算1.3.2.管、壳程流体阻力计算1.3.3.管壳式换热器零部件结构§二.概述2.1.换热器概述换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。
原油-常二线浮头式换热器设计.doc
2012届毕业（设计）论文题目常二线-原油换热器设计专业班级过程装备与控制工程学号 0803020218 学生姓名石熠学院机电工程学院指导教师刘丽芳指导教师职称副教授完成日期： 2012 年6月3日目录摘要 (Ⅲ)ABSTRACT (Ⅳ)前言 (Ⅴ)第一章换热器基本知识 0第二章设计计算 (12)2.1 设计条件 (12)2.2 核算换热器传热面积 (13)2.3 压力降的计算 (20)2.4 换热器壁温计算 (22)第三章换热器结构设计与强度计算 (23)3.1 壳体与管箱厚度的确定 (23)3.2 开孔补强计算 (26)3.3 水压试验 (31)3.4 换热管 (32)3.5 管板设计 (35)3.6 折流板 (41)3.7 拉杆与定距管 (43)3.8 防冲板 (44)3.9 保温层 (44)3.10法兰与垫片 (44)3.11 钩圈式浮头 (49)3.12 分程隔板 (54)3.13 鞍座 (54)3.14 接管的最小位置 (56)第四章换热器的腐蚀、制造与检验 (57)4.1 换热器的腐蚀 (57)4.2 换热器的制造与检验 (58)第五章焊接工艺评定 (61)5.1 壳体焊接工艺 (61)5.2 换热管与管板的焊接 (62)5.3 法兰与筒体的焊接 (63)第六章换热器的安装、试车与维护 (63)6.1 安装 (63)6.2 试车 (64)6.3 维护 (64)总结 (64)参考文献 (66)附录A相关文献 (67)附录B等面积补强VB源程序 (74)摘要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
本文以PN1.6 DN800浮头式换热器为研究对象，在查阅国内外众多文献的基础上，对换热器的发展、背景、分类和用途进行了探索和研究，以气气换热器的设计过程为主线，结构设计为主体，全面介绍换热器的设计全过程。
本文主要以常二线和原油为介质，按实际设计步骤依次进行热工计算、结构设计和强度设计，并画出换热器的CAD结构图。
原油预热器设计说明书
化工原理课程设计说明书设计题目:原油预热器设计学生姓名：所在班级：学号：002设计时间：2012.12.31—3013.01.11指导教师：罗建平审阅时间：设计成绩：设计任务书1.设计名称：原油预热器设计2.设计条件：炼油厂用柴油将原油预热，设计、操作条件如下表所示（1）. 处理原油量：50400 Kg/h（2）. 加热介质：进口温度175℃，出口温度40℃,质量流量40300 Kg/h（3）. 原油：进口温度25℃（4）. 允许压强降不大于0.3×106Pa（5）. 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2.K/W（6）. 每年按330天计，每天24小时连续运行3.设计任务（1）.选择适宜的列管换热器并进行核算。
（2）.画出工艺设备图及列管布置图。
（3）.画出带控制点的换热装置工艺流程图4.基础数据目录一概述 (5)二设计标准 (5)三设计方案简介 (6)（一）换热器简介 (8)1、换热器概述 (8)2、换热器的分类 (9)（二）列管式换热器的结构 (13)1、管程结构 (13)2、壳程结构⑴壳体 (14)（三）各参数的确定 (17)（四）材料选用 (20)四工艺流程草图及说明 (21)五工艺计算及主要设备设计 (21)（一）换热器选型 (21)（二）物性数据确定 (22)（三）流程及流速的初步确定 (22)（四）总传热系数计算 (23)（五）传热面积的估算 (23)（六）工艺结构尺寸 (23)1.管径和管内流速的最终确定 (23)2．管程数和传热管数 (24)3．平均传热温差校正及壳程数 (24)4．传热管排列和分程方法 (25)5 .壳体内径 (25)6 .折流板数计算 (26)7 .接管 (26)8.其他附件 (27)(七)换热器核算 (27)1.热量核算 (27)2. 换热器内流体的流动阻力计算 (29)（八）壁温核算 (31)（九）壳体壁厚 (32)（十）水压校核 (32)（十一）年产量计算 (33)六辅助设备的计算和选型 (33)（一）离心泵选型 (33)1.管程输送离心泵选型 (33)2.壳程输送离心泵选型 (34)七设计一览表 (34)(一)换热器主要结构尺寸和计算结果 (34)八设计评述 (35)九附图 (37)十附录 (37)十一参考资料 (40)十二主要符号说明 (41)(一)英文字母 (41)（二）希腊字母 (42)（三）下标 (43)一概述列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器。
3.8万吨原油换热器课程设计
课程设计任务书设计题目： 3.8万吨原油换热器设计学生姓名：专业班级：资源环境与城乡规划管理学号：指导教师：2012年 12月 13 日1. 概述与设计方案简介 (1)1.1. 换热器的类型 (1)1.2. 换热器 (1)1.2.1. 换热器类型 (2)1.2.2. 固定管板式换热器 (2)1.2.3. U型管换热器 (2)1.2.4. 浮头式换热器 (2)1.2.5. 填料函式换热器 (3)1.3. 换热器类型的选择 (3)1.4. 流径的选择 (3)1.5. 材质的选择 (4)1.6. 管程结构 (4)2. 换热器选型及工艺计算 (5)2.1. 确定基本操作参数 (5)2.2. 初算传热面积 (5)2.2.1. 传热量 (5)2.2.2. 平均温差 (6)2.2.3. 初算传热面积 (7)2.3. 换热器基本参数确定 (7)2.3.1. 换热管和管内流速 (7)2.3.2. 管程数和壳体内径 (8)2.3.3. 换热器工艺尺寸结构 (8)2.3.4. 换热器选型 (9)2.4. 总传热系数核算 (9)2.4.1. 管程传热膜系数 (9)2.4.2. 壳程传热系数 (10)2.4.3. 污垢系数 (11)2.4.4. 总传热系数 (11)2.4.5. 计算传热面积 (12)2.5. 换热器核算 (12)2.5.1. 壳程压降 (12)2.5.2. 管程压降 (12)3. 工艺设计表 (13)4. 换热器设备的计算 (14)4.1. 壳体壁厚设计 (14)4.1.1. 壁厚的计算 (14)4.1.2. 换热器校核水压试验强度 (15)4.2. 封头的设计 (16)4.3. 法兰的设计 (17)4.4. 支座的设计 (17)4.4.1. 质量核算 (17)4.4.2. 鞍座选型 (18)4.5. 管板的设计 (19)4.5.1. 管板尺寸确定 (19)4.5.2. 管板与管子连接 (20)4.5.3. 管板与壳体的连接 (20)4.6. 流体进、出口接管直径的计算 (21)4.7. 容器开孔补强 (21)5. 设备设计数据表 (22)设计心得 (23)参考文献 (24)1.概述与设计方案简介1.1. 换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。
原油列管式换热器设计书
化工原理化工设备课程设计任务书设计题目：年处理2.4万吨的列管式换热器学生姓名：***专业班级：环境工程10级4班学号： 1 0 0 7 0 4 0 0 1指导教师：徐慎颖、张燕宜宾学院化学与化工学院2011年12月13 日列管式换热器设计任务书一、设计目的培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力二、设计目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的三、设计题目列管式换热器设计四、设计任务及操作条件1. 设计任务设备型式：列管式处理任务：如下表所示：2. 操作条件（1）热流体：入口温度140℃; 出口温度40℃ （2）冷却介质：岷江水 （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）物性数据原油定性温度下的物性数据()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o opo o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/128.0/2.2100.3/81533λμρ导热系数定压比热容粘度密度五、设计内容1. 设计方案的选择2. 设计计算（1）计算总传热系数（2）计算传热面积3. 主要设备工艺尺寸设计（1）管径尺寸和管内流速的确定（2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定4. 换热器核算5. 设计结果汇总6. 绘制换热器简图目录第一章概述 (1)1.1换热器的简单介绍 (1)1.2本设计的目的和意义 (1)第二章设计计算 (2)2.1确定设计方案 (2)2.2确定物性数据 ................................................ 错误!未定义书签。
2.3计算总传热系数 (3)2.4计算传热面积 ................................................ 错误!未定义书签。
2.5工艺结构尺寸 (8)2.6换热器核算 (8)设计图纸（附图纸） ................................................ 错误!未定义书签。
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化工原理课程设计题目:原油加热器——固定式换热器指导教师: 李先生院士职称: 国家特级院士班级: 高分子材料与工程系学号: 学生姓名:目录一．绪论 (3)二、设计条件及主要物性参数 (4)1、设计条件 (4)2、定性温度的确定 (4)三. 确定设计方案 (5)1、选择换热器的类型 (5)2、流程安排 (5)四．估算传热面积 (5)1、热流量 (5)2、平均传热温差 (5)3、传热面积 (5)五．工程结构尺寸 (6)1、管径和管内流速 (6)2、管程数和传热管数 (6)3、平均传热温差校正及壳数 (6)4、传热管的排列和分程方法. (7)5、折流板 (7)6、接管 (7)六、换热器核算 (8)1、壳程传热系数 (8)2、管程传热系数 (8)3、污垢热阻和管壁热阻 (9)4、总传热系数K (10)5、传热面积裕度 (10)7、管程流动阻力 (11)8、壳程流动阻力 (11)七、设计计算结果汇总 (12)一、绪论1.加热器简介1.1.固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈（或膨胀节）。
当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。
1.2.U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。
管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
1.3.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，完全消除了温差应力。
特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。
本实验采用的是浮头式加热器，包括输油管，输油管上套有密闭的外壳，外壳的一段管道上设有加热体，该加热体用固定卡固定在外壳表面上，所述外壳的外表面上包覆有保温层。
本实用新型具有传热速度快、均温性好的特点，避免了在输送过程中热损失大而导致油品凝固难以输送的问题。
2.设计目的培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基础知识完成某项单元操作设备设计的实践操作能力。
设计的设备必学在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的。
二、设计条件及主要物性参数2.1设计条件由设计任务书可得设计条件如下表：2.2.定性温度的确定Wc: 原油流量（kg/h）Wh: 柴油流量（kg/h）C pc:原油比热容C ph：柴油比热容t1，t2：原油的出、进口温度T1、T2:柴油的进、出口温度根据《夏清陈常贵化工原理（上）》P225，公式（4-33），热流量为Q c = W c C pc(t1－t2) =33000×2.2×（110－70）/3.6=806667 W柴油出口温度：Q h = Q c = W h C ph (T1－T2)806667=34000×2.48×（175－T2）/3.6T 2=140.5 ℃可取流体进出口温度的平均值。
管程柴油的定性温度 T=（175+140.5）/ 2=157.5 ℃ 壳程原油的定性温度为 t=(70+110) / 2=90℃三、确定设计方案3.1 选择换热器的类型由设计任务选择固定管板式换热器。
3.2 流程安排柴油温度高，走管程可减少热损失，原油黏度较大，走壳程在较低的Re 数时即可达到湍流，有利于提高其传热膜系数。
四、估算传热面积4.1热流量WQ 806667=4.2平均传热温差根据《化工原理课程设计》P47，公式（3-9）m t ∆=2)()(1221t T t T -+-=2)705.140()110175(-+- =67.8℃4.3传热面积根据《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P356表，初步设定K=160W·m -2·℃-1。
根据《化工原理课程设计》P47，公式（3-5）2m'4.748.67160806667t 'm K Q S i i =⨯=∆=五．工程结构尺寸5.1管径和管内流速选用φ25×2.5mm的传热管(碳钢管)。
5.2管程数和传热管数根据估算的传热面积，然后查JB1145-73得：传热面积A=77.92m外径D=500mm管程N=2单程传热管数n=168=0.02642m管程流通面积Si该换热器型号为G500Ⅱ-2.5-805.3 平均传热温差校正及壳程数根据《化工原理课程设计》P47，公式（3-12）平均传热温差校正系数R ＝701105.1401751221--=--t t T T ＝0.86P ＝70175701101112--=--t T t t ＝0.381=∆t ϕ⨯-+112R R ()()95.0112112ln11ln22=+---++----R R P R R P PRP根据《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P231，公式（4-46） 平均传热差校正为 △t m =t ∆ϕ×△t m ’ =67.8×0.95=64.4( ℃ )由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。
5.4 传热管的排列和分程方法采用正三角形排列法，则管间距t=32mm5.5折流板采用弓形折流板,取折流板间距B=400 mm 。
折流板数 N B =折流板间距传热管长－1=4006000－1=14块折流板圆缺面水平装配。
5.6接管（1）壳程流体进出口接管 取接管内液体流速u1=1.0m/s, 114.3)8153600/(330004411⨯⨯⨯==u vD π=119.2mm圆整后取管内直径为120mm.(2) 管程流体进出口接管 取接管内液体流速2u =1.5m/s,mm u vD 6.1295.114.3)7153600/(340004422=⨯⨯⨯==π圆整后取管内直径为130mm六．换热器核算6.1总传热系数核算6.1.1壳程传热系数根据《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P253，公式94-77a) 得0α = 14.03/155.0)(PrRe36.0wo eod μμλ其中： ①粘度校正为14.0)(wo μμ=0.92②当量直径，管子为正方形旋转450形排列时，根据《化工原理（上）》P253，公式（4-78）得d e ＝ood dt ππ)4(422-=()()025.014.3025.0414.310324223⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯-=0.027③壳程流通截面积，根据《化工原理（上）》P253，公式（4-80），得A o = BD(1－td o )=0.400×0.500×（1－0.0250.032）＝0.044m 2式中 B —两挡板间距离，m D —换热器间的外壳内径，m④壳程原油的流速及其雷诺数分别为u o ＝oo A V =044.0)8153600/(33000⨯＝0.26 m/sRe o ＝oeo o d u μρ＝31065.6027.026.0815-⨯⨯⨯＝860⑤普朗特准数（<传热传质过程设备设计>P26，公式1-43）Pr ＝oopo c λμ =128.01065.6102.233-⨯⨯⨯=114.3因此，壳程水的传热膜系数α0为α0 = 14.03/155.0)(PrRe36.0wo eod μμλ=92.03.114860027.0128.036.03155.0⨯⨯⨯⨯=308W/(m 2·℃)6.1.2管程传热系数根据《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P248 ，公式（4-70a ）得αi = 0.023Re 0.8Pr0.4iid λ 其中：①管程流通截面积 S i =0.0264m 2 ②管程柴油的流速及其雷诺数分别为u i ＝ii S V =0264.0)7153600/(34000⨯＝0.5 m/sRe ＝iii i d u μρ＝31064.07155.002.0-⨯⨯⨯＝11172③普兰特准数Pr ＝iipi c λμ =133.01064.01048.233-⨯⨯⨯=11.93因此，管程空气的传热膜系数αi 为αi ＝0.023×111720.8×11.930.4×02.0133.0=714W/(m 2·℃)6.1.3污垢热阻和管壁热阻查阅《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P354，附录表20，得● 原油侧的热阻R so ＝0.00034m 2·℃·W -1 ● 柴油侧的热阻R si ＝0.00034m 2·℃·W -1查阅《化工原理（上）》P354，附录表13，得● 碳钢的导热系数λ＝50W·m -1·℃-16.1.4总传热系数K因此，查《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P227，公式（4-40）K1＝oa 1＋R so ＋mod bdλ＋io sid d R ＋ii o d a d＝3081＋0.00034＋0225.050025.00025.0⨯⨯＋020.0025.000034.0⨯＋02.0714025.0⨯解得：K ＝172W/ (m 2·℃)b: 管壁的厚度 d 0: 管的外径 dm: 管的平均直径 di: 管的内径6.1.5 传热面积裕度根据《化工原理课程设计》P47，公式（3-5）S i ＝Q i /(i K △t m )＝8.67172806667⨯＝69.2m 2该换热器的实际传热面积S pS p =T o lN d π=3.14×0.025×6×168=79.1m 2依《化工单元过程及设备课程设计》P76，公式3-36 该换热器的面积裕度为%100⨯-=iip S S S H =2.692.691.79-=14.3%传热面积裕度合适。
该换热器能够完成生产任务。
6.2换热器内流体的流动阻力(压降)6.2.1管程流动阻力由R e =11172，传热管相对粗超度为=ε0.01mm ，内径d mm i 20=流速u=0.5m/s,相对粗糙度0005.02001.0==id ε查《夏清 陈常贵 化工原理（上）》P54莫狄图得034.0=i λ3/715m kg =ρ91225.071502.06034.02=⨯⨯⨯=∆i p (pa)26825.07153222=⨯⨯==∆u p r ρξ(pa)总压降：∑△p i ＝（△p 1+△p 2）F t N s N p ＝（912+268）×1.4×1×2＝3.3KPa < 80KPa （符合设计要求） 其中， F t 为结垢校正系数，取1.4；N s 为串联壳程数，取1；N p 为管程数，取2。