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1、化工原理课程设计柴油换热器设计说明书柴油换热器设计说明书设计者：班级：过控 132组长：吴世杰成员：刘云杰 李亚芳 郑仕业 刁昌东 王宇 学生姓名：吴世杰日期 ：2015 年 9 月 4 日指导教师：佟白齐齐哈尔大学 化工原理课程设计柴油换热器第 1 页 共 17 页目录目录一设计说明 书3 二设计条件及主要物性的 确 定3 1定性温度的确 定32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 速齐齐哈尔大学 化工原理课程设计柴油换热
2、器第 2 页 共 17 页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71.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122.接管法
3、兰12 3.设备法 兰12 4.封头管 箱125.设备法兰垫片（橡胶石棉板） 12 6.管法兰用垫 片13 7.管 板13 8.支垫（鞍式支座） 13 9.设备参数总 表13齐齐哈尔大学 化工原理课程设计柴油换热器第 4 页 共 17 页九设计总 结15 十.主要符号说明 16 十一.参考文 献17齐齐哈尔大学 化工原理课程设计柴油换热器第 5 页 共 17 页一、设计说明书一、设计说明书 1.1.设计任务书和设计条件设计任务书和设计条件原油 44000kg/h 由 70C 被加热到 110C 与柴油换热，柴油流量 34000kg/h，柴油入 口温度 175C，出口温度 127。已知两则污垢热
4、阻为 0.0002C/W,管程与壳程两则降压 小于或等于 0.3at，热阻损失 5%，初设 k=250w/ m2C。二、设计条件及主要物性参数二、设计条件及主要物性参数2.12.1 设计条件设计条件由设计任务书可得设计条件如下表：类型体积流量 （标准 kg/h）进口温度 （）出口温度 （）操作压力 （Mpa）设计压力 （Mpa）柴 油（管内）34000175 1271.11.2原油（管外）4400070110 0.30.4注：要求设计的冷却器在规定压力下操作安全，必须使设计压力比最大操作压力略大，本 设计的设计压力比最大操作压力大 0.1MPa。2.22.2 确定主要物性数据确定主要物性数据2
5、.2.12.2.1 定性温度的确定定性温度的确定 根据流体力学（上） P177，公式（4-109） ，热流量为Qc = Wc Cpc(T1T2) 1.05 =440002.2（14842）1.05=1.13106kJ/h = 1.13106 W 管程柴油的定性温度为1512127175T壳程原油的定性温度为 90211070t2.2.22.2.2 流体有关物性数据流体有关物性数据 根据由上面两个定性温度数据，查阅参考书可得原油和柴油的物理性质。运用内插法（公式为 ）,可得壳程和管程流体的有关物性数据。()/()bababavgbyyyytttt原油在 90，1.2MPa 下的有关物性数据如下：
6、物性密度 i定压比热容 cpi 粘度 i导热系数 i参数齐齐哈尔大学 化工原理课程设计柴油换热器第 6 页 共 17 页（kg/m3）kJ/(kg)（Pas）（Wm-1-1）原油8152.26.6510-3 0.128 柴油在 151的物性数据如下：物性密度 o （kg/m3）定压比热容 cpo kJ/(kg)粘度 o （Pas）导热系数 o （Wm-1-1）柴油715 2.480.6410-30.133三、确定设计方案三、确定设计方案3.13.1 选择换热器的类型选择换热器的类型由于温差较大和要便于清洗壳程污垢，对于油品换热器，以采用 Fe 系列的浮头式列管换热器为宜。 采用折流挡板，可使作
7、为被冷却的原油易形成湍流，可以提高对流表面传热系数，提 高传热效率。3.23.2 流程安排流程安排柴油温度高，走管程课减少热损失，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、四、估算传热面积估算传热面积 4.14.1 热流量热流量WQ61013. 14.24.2 平均传热温差平均传热温差= (0,1atm)=61mt2)()(1221tTtT 2)70127()110175(4.34.3 传热面积传热面积 由于管程气体压力较高，故可选较大的总传热系数。初步设定设 Ki=250 Wm-2-1。根据化工单元过程及设备课程设计P44，公式 3-8，则估算的传热面积为m21 .74612501013. 1 t6mii KQA估齐齐哈尔大学 化工原理课程设计柴油换热器第 7 页 共 17 页五工程结构尺寸五工程结构尺寸5.15.1 管径
