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1、 南京工程学院南京工程学院课程设计说明书（论文）课程设计说明书（论文）题目 多壳程列管式换热器的设计 课 程 名 称 化工原理 院 (系、部、中心 ) 康尼学院 专 业 环境工程 班 级 K 环境 091 学 生 姓 名 单超凡 学 号 240094435 设 计 地 点 文理楼 A404 指 导 教 师 李乾军 张东平 目录目录1符号说明符号说明1.1 物理量（英文字母）物理量（英文字母）.11.2 物理量（希腊字母）物理量（希腊字母）.12设计目的设计目的 .13参数与条件设置参数与条件设置 .23.1 已知参数已知参数 .23.2 设计条件设计条件 .24设计计算设计计算 .24.1 确
2、定设计方案确定设计方案 .2流动空间及流速的确定流动空间及流速的确定 .24.1.1 选择换热器的类型选择换热器的类型 .34.1.2 确定物性数据确定物性数据 . .34.1.34.1.3 计算总传热系数计算总传热系数 44.1.4 设计传热面积设计传热面积 .55工艺结构尺寸工艺结构尺寸 .55.1.1 管径和管内流速管径和管内流速 .55.1.2 壳程数和传热壳数壳程数和传热壳数 .65.1.3 平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正及壳程数 .65.1.4 传热管排列和分程方法传热管排列和分程方法 .65.1.5 壳体内径壳体内径 .85.1.6 折流板折流板 .85.1.7 接管接
3、管 .86.换热器核算换热器核算 .96.1.1 热量核算热量核算 .96.1.2 换热器内流体的流动阻力换热器内流体的流动阻力 .11前言前言 在工业、石油、动力、制冷、食品等行业中广范使用各种换热器，且他们是上述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、开发和节约的要求也不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计。制造、结构改造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
4、需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。列管换热器的应用已有很悠久的历史。现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门大量使用，尤其化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中，大量地应用于工业中。为此对多壳换热器进行设计。一、符号说明：一、符号说明：1.1 物理量（英文字母）物理量（英文字母）B 折流板间间距，m n 指数Cp 定压比热容，kJ/(kg） N 管数d 管径，m S 传热面积，m2D 换热器内径，m t 管心距，mf 摩擦因数 u 流速，m/sF 系数G 重力加速度，m/s2P 压力，pa；1.2 物理量（希腊字母）物理量（希腊字母） 对流传热系数，W/(m2） 密度，Kg/
5、m3 导热系数，W/(m2） 有限差值 粘度 Pas下标 管外 m 平均2、设计目的设计目的通过课题设计进一步巩固课程所学内容，培养学生运用理论知识进行化工单元过程设计的能力，使学生能够系统的运用知识。通过本次设计，学生应该了解设计的内容，方法及步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，独自设计计算，准确绘制图样，编写设计说明。 13、参数与条件设置参数与条件设置3.1.1 已知参数已知参数（1） 热流体（柴油）：T1=180，T2=130，Wh=36000kg/h；（2） 冷流体（油品）：t1=60，t2=110，压力 0.4MPa；3.1.2 设计条件：设计条件：壳程数：2；压力降p
6、1.00.81.80.51.5530壳程流速，壳程流速， m/s0.51.50.51.50.21.50.50.41.00.30.82155.1.2 壳程数和传热壳数壳程数和传热壳数依据传热管内径和流速确定单程传热管数(根） udVnis 2 459735875002078503600815405822.按单程管计算，所需的传热管长度为L=(m)sondS 359025014314 .按单管程设计，传热管过长，宜采用多壳管程结构。先取传热管长L=3m，则该换热器壳程数为=1pNlL传热管总根数 N=59 1=59(根）5.1.3 平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系
7、数R=160110130180P=4206018060110.根据 R=1 P=0.42 得出910.t（）54550910.tttm5.1.4 传热管排列和分程方法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 t=1.25,则odt=+1.25 25=31.25(mm)32横过管束中心线的管数=1.19=（根）cnN101959191 .转热管排列方式正方形直列5.1.5 壳体内径壳体内径才用多壳程结构，取管板利用率 =0.7，则壳体内径为（mm)NtD051.4308705932051.圆整可取 D=350 mm5.1.6 折流板折流板采用
8、弓形折流板，去弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 40%，则切去的圆缺高度为 h(mm) 故取 B 为 140mm.14035040 .取折流板间距 B=0.3D，则B=0.3(mm) 可取 B 为 110mm105350 折流板数 =(块）1- 传传传传传传传传传BN2722611103000.折流板圆缺水平装配。5.1.7 接管接管壳程流体进口接管：取接管内 流速为 u=0.75 m/s，则接管内径为（m) 取标准管径为 150mmuVd415407501437153600360004 .管程流体进出口接管：取接管内循环 流速 u=1.5m/s,则接管内径为d(m) 取标准管径 130mm13
9、2011438203600405824 . 六六.换热器核算换热器核算6.1.1 热量核算热量核算图 壳程摩擦系数 f 与 Re 的关系00(1)壳程对流传热系数 对圆缺形折流板，可采用克恩公式14031550360.PrRe. wo o eo oda当量直径，由正三角形排列得(m) ooeddtd22 4234020025014302507850032023422. 壳程流通截面积(m)tdBDSo o100840032002501350110.壳程流体流速及其雷诺数分别为=(m/s）ou6100840715360036000 .=35750oRe 00064071561020 .普兰特准数Pr=05141130106401048233 .粘度校正210140 . ww/(m2)9638210051435750020113036031550.ia(2)管程对流传热系数
