浮头式换热器课程设计

一设计任务书?错误!未定义书签。

二设计计算?错误!未定义书签。

2.１确定设计方案.................................................................................... 错误!未定义书签。

２．1１选择换热器类型?错误!未定义书签。

2.12 管程安排?错误!未定义书签。

2.2确定物性数据?错误!未定义书签。

2.3 估计传热面积.................................................................................... 错误!未定义书签。

2.３1 热流量(忽略热损失).......................................................... 错误!未定义书签。

2.32 冷却水的用量.......................................................................... 错误!未定义书签。

２．３３平均传热温差?错误!未定义书签。

２.34 初算传热面积?错误!未定义书签。

２.4 工艺结构尺寸?错误!未定义书签。

２.4１管径和管内流速 ................................................................. 错误!未定义书签。

2.42 管程数和传热管数?错误!未定义书签。

2．４4传热管排列和分程方法?错误!未定义书签。

2.４5壳体直径?错误!未定义书签。

２．４6 折流板 .............................................................................. 错误!未定义书签。

2.４７接管?错误!未定义书签。

２.５换热器核算?错误!未定义书签。

2.51 传热面积校核?错误!未定义书签。

2.52 换热器内压降的核算.............................................................. 错误!未定义书签。三设计结果汇总表及图................................................................................. 错误!未定义书签。

一设计任务书

某生产过程中，需将600０kg/h 的原油从1７5℃冷却至130℃，压力为0.4MPa;冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为０.3M Ｐａ,循环水进口温度25℃,出口温度为５5℃。试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。

二设计计算

２．1确定设计方案

2．11 选择换热器类型

两流体的温度变化情况:

原油进口温度175℃，出口温度130℃; 循环冷却水进口温度25℃，出口温度５５℃。

考虑到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。 2.12 管程安排

由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低，将会加速污垢增长速度，使换热器的热流量下降,故总体考虑，应使循环冷却水走管程,原油走壳程。

２.2 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。

故壳程原油的定性温度为:

5.1522

)

130175(=+=

T ℃ 管程循环冷却水的定性温度为：

402

)

5525(=+=

t ℃ 已知原油在定性温度下的有关物性数据如下：密度 0ρ＝8２０kg ／m 3 导热系数 0λ＝0.1２8W ／ｍ℃ 定压比热容 0p C ＝２．20kJ/ｋg ℃ 粘度 0μ=0.665mPa ﹒ｓ循环冷却水在40℃下的物性数据如下:

密度 i ρ＝99２．2kg/m 3 导热系数 0λ＝0.63４W/ｍ℃ 定压比热容 0p C ＝4．174４KJ/kg ℃ 粘度 0μ＝0.6５6ｍＰa ﹒ｓ

2.３估计传热面积

2.3１热流量 (忽略热损失）

h kj t C m Q p /452.260000000??==

2．３２

冷却水的用量

h kg t C Q m p i /2.477330

1744.4594000

00=?==

2．33 平均传热温差先按照纯逆流计算得:

36.112105

120ln )

105120('=-=m

t ℃ 2.３４初算传热面积

由总传热系数的选择表可得:K 的取值范围为290 ~69８)/(02C m W ，在Ｋ的取

值范围内，取K=320)/(02C m W 。则估算的传热面积为:

g S 206.436

.112320165000

m t K Q m =?==

2.4 工艺结构尺寸

2.41 管径和管内流速

选用mm mm 5.225?φ较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速s m u i /5.0=

2.４2 管程数和传热管数

可依据传热管内径和流速确定单程传热管数

.99236005.002.0785.02

.47434

36002≈????=

d m N i i

s π

按单程管计算所需的传热管长度为

m u d S l i g 5.69

025.014.36

.40≈??==

π 按单程管设计,传热管较长，宜采用多管程结构,根据本设计实际情况，可取传热管管长L=1.5m ，则该换热器的管程数为：

5≈=

N 传热管总根数 4595=?=n 2.４3 平均传热温差校正及壳程数平均温差校正系数计算如下：

5.125551301752.0150

12211112=--=--===--=

t t T T R t T t t P

按单壳程温差校正系数应查有关图表,可得:

98.0=t ?

平均传热温差 11036.11298.0'

=?==m t t t m ?℃

由于平均传热温差校正系数大于0.8，故取单壳程合适。 2.44 传热管排列和分程方法

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025.1d P t = ；322525.1≈?=t P m ｍ隔板中心到离其最近一排管中心距离按式计算：

mm P Z t 2262

62=+=+=

2.４5 壳体直径

采用多管程结构，壳体直径可按式估算,取管板利用率7.0=η,则壳体直径为

mm n

P D t

2717

.045

3205.105.1=?

?==η

圆整可取mm D 273=。此时5.5=D

L 符合要求。

2.４6 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 25.6827325.0=?= 取h=10０mm 。取折流板间距D B

3.0= 则:

mm B 9.812733.0=?=

可取B ＝150m ｍ

折流挡板数91=-=B

N B 2.47 接管

壳程流体进出口接管：取接管内原油流速为s m u /0.11=，则接管内径为:

m D 051.0820

36000.114.36000

41=????=

圆整后可取管径为６０mm 。

管程流体进出口接管:取接管内循环水流速s m u /5.02=，则接管内径为:

mm D 0582.02

.99236005.014.32

.474342=????=

圆整后取管径为60ｍｍ。

2.5 换热器核算

2．51 传热面积校核

(1）管程对流传热系数，按式计算： 4.08.0023

.0r e i

i P R d λα=

管程流通截面积:002826.05

02.04

2=?

i S 管程流体流速和雷诺数分别为:

5.1421710

656.02.99247.002.0/47.0002826

.02.99236002

.47433

=???===??=

-i i i i e i u d R s

m u μρ

普兰特准数:

3.382532.45.1421702

.0634

.0032.032

.4634

.0656

.01744.44.08.0=???

==?=

i i

pi r C P αλμ

（2）壳程对流传热系数,对于圆缺形折流板，可采用克恩公式：

.003

155.000)(

)(

36.0w

r e e

P R d μμλα= 当量直径由正三角形排列得：

m d d P d t e 020.0025

.014.3)025.04032.023(4)423(4220202=??-??=-=

ππ 壳程流通截面积：

200009.0)32

1(150.0273.0)1(m P d BD S t =-??=-

= 壳程流体流速及其雷诺数分别为:

43.11128.0665.02.22

.5672/23.0009.082036006000

0000

000=?=====??=

λμμρ

p r e e C P u d R s

m u

粘度校正1)(

.00≈w

μμ 2.602143.112.567202

.0128

.036.031

55.00=????=α

（3）污垢热阻和管壁热阻

si R （管壁内侧)=0.0003５W C m o /2

0s R （管壁外径）=0.0003W C m o /2 已知管壁厚度b=0.002５m

碳钢在该条件下的热导率为:)/(40C m W o =λ （4）总传热系数K

)/(3571

0000C m W R d bd d d R d d K o s m i si i i =++++=

αλα

（5）传热面积校核，依式可得所计算传热系数面积为:

4110

357165000

=?==

m T t K Q S 2m 该换热器的实际传热面积:

5455.114.3025.00=???==Ln d S p π2m

该换热器的面积裕度为:

%25%100=?-=

S S H p

传热面积裕度适合，该换热器能够完成生产任务。２.52 换热器内压降的核算（1）管程阻力

t p s i F N N P P P )(21+=

24.1152

1i i i i i

t s p u P u d L P F N N ρζ

ρλ=====

由5.14217=e R ,传热管相对粗糙度01.0/=d e ,查莫狄图得C m W o i /042.0=λ。

流速:

KPa Pa P Pa

P Pa P m kg s

m u i i i 1047184.15)329345(3292

47.02.992334522

.99247.002.05.1042.0/2.992/47.02

2213

<=??+==??==???

===ρ

管程流动阻力在允许范围内。（2）壳程阻力

F=0.5

B N 为折流挡板数,B N =９ 9451.11.1=?==n n c

)

25.3(2)1(15.11)(2

00'

000'

2'10

u D B N P u N n Ff P F N N F P P P

B B c s s s

s ρρ-=+===+=∑

P Pa P R f e 5.468223

.0820)273.015.025.3(96832

.0820)19(97.05.07.02.56720.50.52

'21')228.0()228.0(0=???-?==??

+???==?=?=-- 总阻力KPa Pa P 101324115.1)5.468683(9<=??+?=∑ 壳程流体也比较适宜。

三设计结果汇总表及图

列管式换热器课程设计作业

化工原理课程设计说明书列管式换热器的选用和设计苏州科技学院班级应化0921 姓名朱子屹指导教师杨兰 2011-6-30 目录 1 化工原理课程设计任务书 2 设计概述 3 换热器方案的确定 3.1 确定设计方案 3.2确定物性数据 3.3 计算总传热系数 4 计算换热面积 5 工艺结构尺寸 5.1 管径和管内流速 5.2 管程和传热管数

5.3 平均传热温差校正及壳程数 6传热管的排列和分程方法 7换热器核算 8 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 9 设计评述 10 参考资料 11 主要符号说明 12 特别鸣谢 1化工原理课程设计任务书欲用井水将6000kg/h的煤油从140℃冷却至40℃，冷水进、出口温度分别为30℃和40℃。若要求换热器的管程和壳程压强降不大于30kpa，试选择合适型号的列管式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。名称水煤油密度 994 825 比热 4.08 2.22 导热系数 0.626 0.14 粘度 0.725×10^-3 0.715×10^-3 2.概述和设计方案简介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。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目和管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 2.1换热器换热器是化工、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。按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。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

列管式换热器课程设计报告书

——大学《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

化工原理课程设计管壳式换热器汇总

化工原理课程设计管壳式换热器汇总公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

设计一台换热器目录化工原理课程设计任务书设计概述试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降经验公式设备及工艺流程图设计结果一览表设计评述参考文献化工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。

3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。三、设备型式：管壳式换热器四、处理能力： 99000吨/年苯五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为

课程设计报告,列管式换热器设计

设计（论文）题目：列管式换热器的设计目录 1 前言 (3) 2 设计任务及操作条件 (3) 3 列管式换热器的工艺设计 (3) 3.1换热器设计方案的确定 (3) 3.2 物性数据的确定 (4) 3.3 平均温差的计算 (4) 3.4 传热总系数Ｋ的确定 (4) 3.5 传热面积A的确定 (6) 3.6 主要工艺尺寸的确定 (6) 3.6.1 管子的选用 (6) 3.6.2 管子总数n和管程数Np的确定 (6) 3.6.3 校核平均温度差 t m及壳程数Ns (7) 3.6.4 传热管排列和分程方法 (7) 3.6.5 壳体径 (7) 3.6.6 折流板 (7)

3.7 核算换热器传热能力及流体阻力 (7) 3.7.1 热量核算 (7) 3.7.2 换热器压降校核 (9) 4 列管式换热器机械设计 (10) 4.1 壳体壁厚的计算 (10) 4.2 换热器封头选择 (10) 4.3 其他部件 (11) 5 课程设计评价 (11) 5.1 可靠性评价 (11) 5.2 个人感想 (11) 6 参考文献 (11) 附表换热器主要结构尺寸和计算结果 (12) 1 前言换热器（英语翻译：heat exchanger），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。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。列管式换热器工业上使用最广泛的一种换热设备。其优点是单位体积的传热面积、处理能力和操作弹性大，适应能力强，尤其在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。列管式换热器主要有以下几个类型：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器等。设计一个比较完善的列管式换热器，除了能满足传热方面的要求外，还应该满足传热效率高、体积小、重量轻、消耗材料少、制造成本低、清洗维护方便和操作安全等要求。列管式换热器的设计，首先应根据化工生产工艺条件的要求，通过化工工艺计算，确定换热器的传热面积，同时选择管径、管长，确定管数、管程数和壳程数，

列管式换热器设计方案计算过程参考

根据给定的原始条件，确定各股物料的进出口温度，计算换热器所需的传热面积，设计换热器的结构和尺寸，并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下：设计要求： =0.727Χ10-3Pa.s 密度ρ=994kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下：进口温度：80.1℃出口温度：40℃ =1.15Χ10-3Pa.s 密度ρ=880kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量：1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷：Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量：Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s

4、传热面积的计算。平均温度差确定R和P值查阅《化工原理》上册203页得出温度校正系数为0.8，适合单壳程换热器，平均温度差为 △tm=△t’m×0.9=27.2×0.9=24.5 由《化工原理》上册表4-1估算总传热系数K（估计）为400W/（m2·℃）估算所需要的传热面积： S0==75m2 5、换热器结构尺寸的确定，包括：（1）传热管的直径、管长及管子根数；由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格Φ19mm×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s 所需要的管子数目：，取n为123 管长：=12.9m 按商品管长系列规格，取管长L=4.5m，选用三管程管子的排列方式及管子与管板的连接方式: 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。（2）壳体直径； e取1.5d0，即e=28.5mm D i=t(n c—1)+2e=19×(—1)+2×28.5=537.0mm，按照标准尺寸进行整圆，壳体直径为600mm。此时长径比为7.5，符合6-10的范围。

课程设计—列管式换热器

课程设计设计题目：列管式换热器专业班级：应化1301班姓名：王伟学号： U201310289 指导老师：王华军时间： 2016年8月

目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3．1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3．3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)

4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)

换热器课程设计

目录一．绪论........................................................ 1. 换热器发展历史……………………………………………………………………………………… 2. 换热器应用方向………………………………………………………………………………………二．化工原理课程设计任务书三．设计概述 1．换热器的概念及意义…………………………………………………………………………………. 2、管壳式换热器的简介……………………………………………………………………………….四．换热器类型.................................................. 1. 夹套式换热器……………………………………………………………………………………… 2. 喷淋式换热器……………………………………………………………………………………… 3. 套管式换热器…………………………………………………………………………………… 4.管壳式换热器………………………………………………………………………………………… 五、换热器设计和选用........................................... 1．管壳式换热器的设计和选用要考虑的问题…………………………………………… 2.管壳式换热器的给热系数………………………………………………………………

3.流体通过换热器的阻力损失………………………………………………………… 六．换热器设计和计算 1．传热量Q及釜液出口温度T…………………………………………………………………………2．换热器壳程数及流程………………………………………………………………………………. 3.估算传热面积A………………………………………………………………………………….. 4．换热器选型…………………………………………………………………………………………… 5．换热器的核算…………………………………………………………………………………………. 七．经验公式八．设计评述九．参考文献 - 1 -

列管式换热器设计

酒泉职业技术学院毕业设计（论文） 2013 级石油化工生产技术专业题目：列管式换热器设计毕业时间： 2015年7月学生姓名：陈泽功刘升衡李侠虎指导教师：王钰班级： 13级石化（3）班 2015 年 4月20日酒泉职业技术学院 2013 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表

答辩小组评价意见及评分成绩：签字（盖章）年月日教学系毕业实践环节指导小组意见签字（盖章）年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字（盖章）年月日一、列管式换热器计任务书某生产过程中，需用循环冷却水将有机料液从102℃冷却至40℃。已知有机料液的流量为2.23×104 kg/h，循环冷却水入口温度为30℃，出口温度为40℃，并要求管程压降与壳程压降均不大于60kPa，试设计一台列管换热器，完成该生产任务。已知：有机料液在71℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）密度定压比热容℃ 热导率℃

粘度循环水在35℃下的物性数据：密度定压比热容K 热导率K 粘度二、确定设计方案（1）选择换热器的类型（2）两流体温的变化情况：热流体进口温度102℃出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温度为40℃，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。（3）管程安排从两物流的操作压力看，应使有机料液走管程，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= =71℃ 管程流体的定性温度为 t=℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对有机料液来说，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。有机料液在71℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）密度

列管式换热器课程设计书资料

前言在工业生产中，为了实现物料之间热量传递过程的一种设备，统称为换热器。它是化工、炼油、动力、原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺上的需要。在换热设备中，应用最广泛的是管壳式换热器。目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器，在许多工业部门中被大量地使用。尤其在化工生产中，无论是国内还是国外，它在所有的换热设备中，仍占主导地位。管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。它的形式大致分为固定管板式、釜式浮头式、形管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种。根据介质的种类、压力、温度、污垢和其它条件，管板与壳体的连接，传热管的形状与传热条件，造价便宜，维修检查方便等情况，同时也需要了解各种结构形式的特点来选择设计制造各种管壳式换热器。本设计根据设计要求，由于温差应力较大选用浮头式换热器。浮头式换热器如图所示。一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出（也有设计成不可拆的），这样为检修、清洗提供了方便。但结构较复杂，而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况，所以在安装时要特别注意其密封。

目录 1.化工原理课程设计任务书 (1) 2.流程图 (2) 3.工艺流程图 (2) 4.设计计算 (3) 4.1设计任务与条件 (3) 4.2设计计算 (3) 4.2.1确定设计方案 (3) 4.2.2确定物性参数 (3) 4.2.3估算传热面积 (4) 4.2.4管束计算 (5) 4.2.6壳体设计 (8) 4.2.7设备零部件设计 (9) 5.设计结果评价 (11) 6.总结 (12) 参考文献 (12) 7.设备装配图 (13)

列管式换热器课程设计

（封面） XXXXXXX学院列管式换热器课程设计报告题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：时间：年月日目录

1、设计题目（任务书） (2) 2、流程示意图 (3) 3、流程及方案的说明和论证 (3) 4、换热器的设计计算及说明 (4) 5、主体设备结构图 (10) 6、设计结果概要表 (11) 7、设计评价及讨论 (12) 8、参考文献 (12) 附图：主体设备结构图和花版设计图一．任务书

（一）设计题目：列管式冷却器设计（二）设计任务：将自选物料用河水冷却或自选热源加热至生产工艺所要求的温度（三）设计条件： 1.处理能力：G=学号最后2位×300t物料/d； 2.冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为20~30C；加热器用热水或水蒸气为热源，条件自选； 3.允许压降：不大于105Pa； 4.传热面积安全系数5～15％ 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。（四）设计要求： 1.对确定的设计方案进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择合宜的列管换热器并运行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构（3号图纸）、花板布置图（3号图纸）； 7.编写设计说明书（包括：①.封面；②.目录；③.设计题目；④.流程示意图；⑤.流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。）（五）设计进度安排：备注：参考文献格式：期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码。专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。二．流程示意图

1化工原理课程设计(换热器)

一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件： 1、煤油：入口温度140℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3、允许压强降：不大于1×105Pa。 4、每年按330天计，每天24小时连续运行。三、设备型式：管壳式换热器四、处理能力： 114000吨/年煤油五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图（要求按比例画出主要结构及尺寸）。 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。

第1章设计概述 1、1热量传递的概念与意义[1](205) 1、1、1 传热的概念所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。 1、1、2 传热的意义化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量，又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。所以传热是最常见的重要单元操作之一。无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：①强化传热过程，如各种换热设备中的传热。 ②削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。 1、2 换热器的概念与意义[2] 1、2、1 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设备，简称为换热器。在换热器中至少要有两种不同的流体，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。 1、2、2 换热器的意义热交换设备是工业生产中为实现物料之间热量传递的一种工艺设备。在化工、炼油、动力、原子能等众多的工业部门和行业中，广泛使用加热器、冷却冷凝器及其他热交换设备来满足一定的工艺生产条件；由这些设备构成的换热系统的状况，对整个化工过程的正常进行及整个化工系统的投资与操作费用关系重大。在一般化工厂的建设中，换热器约占总投资的10%-20%[3]；在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%[3]。因此，在能源日趋紧张的今天，合

列管式换热器的设计

化工原理课程设计学院: 化学化工学院班级： | 姓名学号：指导教师： $

目录§一.列管式换热器！ .列管式换热器简介设计任务 .列管式换热器设计内容 .操作条件 .主要设备结构图 §二.概述及设计要求 .换热器概述 .设计要求 ~ §三.设计条件及主要物理参数 . 初选换热器的类型 . 确定物性参数 .计算热流量及平均温差壳程结构与相关计算公式管程安排(流动空间的选择)及流速确定计算传热系数k 计算传热面积 ^ §四.工艺设计计算 §五.换热器核算 §六.设计结果汇总 §七.设计评述 §八.工艺流程图 §九.主要符号说明 §十.参考资料

： §一 .列管式换热器 . 列管式换热器简介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。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。设计任务￥ 1.任务处理能力：3×105t/年煤油（每年按300天计算，每天24小时运行）设备形式：列管式换热器 2．操作条件 (1)煤油：入口温度150℃，出口温度50℃ (2)冷却介质：循环水，入口温度20℃，出口温度30℃ (3)允许压强降：不大于一个大气压。备注：此设计任务书（包括纸板和电子版）1月15日前由学委统一收齐上交，两人一组，自由组合。延迟上交的同学将没有成绩。 [ .列管式换热器设计内容 1.3.1、确定设计方案（1）选择换热器的类型；（2）流程安排 1.3.2、确定物性参数（1）定性温度；（2）定性温度下的物性参数 1.3.3、估算传热面积（1）热负荷；（2）平均传热温度差；（3）传热面积；（4）冷却水用量 % 1.3.4、工艺结构尺寸（1）管径和管内流速；（2）管程数；（3）平均传热温度差校正及壳程数；（4）

浮头式换热器(过程设备设计课程设计说明书)

目录设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1 一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2 二、结构设计-------------------------------------------------------------5 1、管径及管长的选择---------------------------------------------------5 2、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------5 3、筒体内径确定-------------------------------------------------------5 4、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------6 5、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------7 6、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------7 7、外头盖结构设计-----------------------------------------------------8 8、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------8 9、管箱结构设计-------------------------------------------------------8 10、管箱结构设计------------------------------------------------------8 11、垫片选择----------------------------------------------------------9 12、折流板------------------------------------------------------------------------------------------9 13、支座选取----------------------------------------------------------10 14、拉杆的选择--------------------------------------------------------13 15、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------13 16、防冲板------------------------------------------------------------13 17、设备总长的确定----------------------------------------------------13 18、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------14 19、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14 三、强度计算--------------------------------------------------------------14 1、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------14 2、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------15 3、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------16 4、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------16 5、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------16 6、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------17 7、固定管板计算-------------------------------------------------------18 8、无折边球封头计算 --------------------------------------------------19 9、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20 四、设计汇总-----------------------------------------------------21 五、设计体会--------------------------------------------------------------21 参考文献--------------------------------------------------------------22

列管式换热器课程设计

化工原理课程设计说明书列管式换热器的选用和设计

目录 1 化工原理课程设计任务书 2 设计概述 3 换热器方案的确定 3.1 确定设计方案 3.2确定物性数据 3.3 计算总传热系数 4 计算换热面积 5 工艺结构尺寸 5.1 管径和管内流速 5.2 管程和传热管数 5.3 平均传热温差校正及壳程数 6传热管的排列和分程方法 7换热器核算 8 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 9 设计评述 10 参考资料 11 主要符号说明 12 特别鸣谢

1化工原理课程设计任务书欲用自来水将2.3万吨/年的异丁烯从300℃冷却至90℃，冷水进、出口温度分别为25℃和90℃。若要求换热器的管程和壳程压强降不大于100kpa，试选择合适型号的列管式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。名称水异丁烯密度 996 12 比热 4.08 130 导热系数 0.668 0.037 粘度 0.37×10^-3 13×10^-3 2.概述与设计方案简介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。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 2.1换热器换热器是化工、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。按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。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。

化工原理课程设计(换热器的设计)

目录一、设计题目及原始数据（任务书） (3) 二、设计要求 (3) 三、列管式换热器形式及特点的简述 (3) 四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8) 五、换热过程中的有关计算（热负荷、壳层数、总传热系数、传热面积、压强降等等） (10) ①物性数据的确定 (14) ②总传热系数的计算 (14) ③传热面积的计算 (16) ④工艺结构尺寸的计算 (16) ⑤换热器的核算 (18) 六、设计结果概要表（主要设备尺寸、衡算结果等等） (22) 七、主体设备计算及其说明 (22) 八、主体设备装置图的绘制 (33) 九、课程设计的收获及感想 (33) 十、附表及设计过程中主要符号说明 (37) 十一、参考文献 (40)

一、设计题目及原始数据（任务书） 1、生产能力：17×104吨/年煤油 2、设备形式：列管式换热器 3、设计条件：煤油：入口温度140o C，出口温度40 o C 冷却介质：自来水，入口温度30o C，出口温度40 o C 允许压强降：不大于105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行二、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。）三、列环式换热器形式及特点的简述换热器概述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

列管式换热器设计

第一章列管式换热器的设计 1.1概述列管式换热器是一种较早发展起来的型式，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家中已有系列化标准。列管式换热器在换热效率，紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但是它具有结构牢固，适应性大，材料范围广泛等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型，在高温高压和大型换热器中，仍占绝对优势。例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜（或再沸器）和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等，大都采用列管式换热器[3]。 1.2列管换热器型式的选择列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分，主要有以下几种：（1）固定管板式换热器：这类换热器的结构比较简单、紧凑，造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器。为了克服温差应力必须有温度补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。（2）浮头换热器：换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上来连接有一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。这种型式的优点为：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。（3）填料函式换热器：这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构与比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。（4）U型管换热器：这类换热器只有一个管板，管程至少为两程管束可以抽出清洗，

列管式换热器设计(水蒸气加热水)要点

食品工程原理课程设计设计题目：列管式换热器的设计班级：食品卓越111班设计者：张萌学号：5603110006 设计时间：2013年5月13日~5月17日指导老师：刘蓉

目录概述 1.1.换热器设计任务书 ......................................................................... - 7 - 1.2换热器的结构形式 ....................................................................... - 10 - 2.蛇管式换热器 ................................................................................. - 11 - 3.套管式换热器 ................................................................................. - 11 - 1.3换热器材质的选择 ....................................................................... - 11 - 1.4管板式换热器的优点 ................................................................... - 13 - 1.5列管式换热器的结构 ................................................................... - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理 ............................................... - 16 - 1.7确定设计方案 ............................................................................... - 17 - 2.1设计参数........................................................................................ - 18 - 2.2计算总传热系数 ........................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸 ............................................................................... - 20 - 2.4换热器核算.................................................................................... - 21 - 2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21) 2.4.2.热流量核算 (22)

食品工程原理课程设计(换热器设计)

食品工程原理课程设计说明书米糠油冷却用列管式换热器的设计姓名：马坦学号：0704 班级：食工1107

2013年12月13日目录一、设计依据及指导思想----------------------------------------------------------3 二、主要参数说明-------------------------------------------------------------------3 三、设计计算-------------------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案------------------------------------------------------------------5 2、确定物性数据------------------------------------------------------------------5 3、计算总传热系数---------------------------------------------------------------6 4、计算传热面积------------------------------------------------------------------7 5、工艺结构尺寸

------------------------------------------------------------------7 6、换热器核算 ---------------------------------------------------------------------9 1）热量核算--------------------------------------------------------------------9 2）换热器内流体的流动阻力-----------------------------------------------11 3）换热器主要结构尺寸和计算结果总表-------------------------------13 7、离心泵的选择 ------------------------------------------------------------------13 四、设计结果--------------------------------------------------------------------------16 五、参考文献--------------------------------------------------------------------------16