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1、换热器课程设计说明书（可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）化工原理换热器课程设计说明书设计题目煤油冷却器的设计专业班级应化0806学 生姓名xxxxx学号xxxxxx指导教师xxxxx日期一、化工原理课程设计任务书（换热器的设计）（一） 设计题目：煤油冷却器的设计（二） 设计任务及操作条件：1. 处理能力：15 万吨 / 年煤油2. 设备型式：列管式换热器3. 操作条件：（ 1） 煤油入口温度125 ，出口温度40 ；（ 2） 冷却介质循环水，入口温度25 ，出口温度45 ；（ 3） 允许压强降不大于 10 5Pa;（ 4） 煤油定性温度下的物性数据： 密度为 825kg/m 3 ；
2、粘度为：7.15 xi0-4Pa.S;比热容为：2.22kJ/ （kg. C）；导热系数为：0.14W/ （ m. ）（ 5） 每年按 330 天计，每天24 小时连续运行。（三） 设计项目1 传热计算2 管、壳程数的确定及管、壳程流体阻力计算3 管板厚度计算4 U 形膨胀节计算（浮头式换热器除外）5 管壳式换热器零部件结构（四） 绘制换热器装配图（ A2 图纸）二、换热器的选用换热器的选用 （即选型 ） 的过程大体如下 , 具体计算可参看列管式换热器设计中有关内容。 根据设计任务要求计算换热器的热负荷Q 。 按所选定的流动方式，计算由平均温度差（推动力）Atm及查出温差校正系数? 。若 ?2
3、5(-40)=3.57x106kJ/h=992.7(kW)忽略换热器的热损失，冷却水用量Q 992.7 3600 103Wc 342676.4(kg/h)Cpc ti4.187 103 (45 25)3.2 计算两流体的平均温度差先按理想逆流传热温度差进行计算，即t，_btm+In-t1t2(125 45) (40 25)-i25 453883(C)ln40 253.3 温度校正平均传热温差校正系数：R=(125-40)/(45-25)=4.25;P=(45-25)/(125-25)=0.2由R和P值，按单壳程查温度差校正系数图，得温度校正系数巾=0.810.8 ,可行。所以修正后的传热温度差
4、为Atm=巾Nm )3.4 初步选型传热面积假设K=300W/(m 2 K),则估算面积为：A=Q/(K XAm)=992.7 x103/(300 X31.45)=105.2(m2)管径和管内流速换热管选用碳钢管 由25 X 2mm ,取管内流速u= 1.0m/s管程数和传热管数换热管选用普通无缝钢管4)25 x 2mm ,管内径d=0.025-2x0.0025=0.02m,于是单程管根数 n为n 4267624/994=37.982m 0.785 0.022 1.0 3600di Ui4取n=38根按单程管计算，所需的传热管长度为:L-A103.3d0n 3.14 0.025 38=35.2
5、m初选换热器类型与型号由于 Tm-tm= (125+40 )/2-(45+25)/2= 47.5( C )50( C ),两流体间的温差不大，不需要温度补偿；但是为了便于壳程污垢清洗，以采用固定管板式列管换热器为宜，且初步选定的具体型号为 G600VI-1.0-100G600VI-1.0-100的具体参数克径/mm600管子尺寸由 25 X 2mm公称压力/1MPa管长/m6公称传热面积/m2100管子总数216管程数6管子排列方式正三角形壳程数1折流挡板形式弓形折流板传热管排列和分程方法按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构，根据本设计 实际情况，采用标准设计，现取传热管长为l=6m ,
6、则该换热器的管程数为：N P=L/l=35.2/6=6;传热管总根数：Nt=38 X6=228(根)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=1.25d 0 , 则t=1.25 X 25=31.25= 32)(mm横过管束中心线的管数Nc=1.1 N = 1.1 228 =17 根壳体内径采用多管程结构，取管板利用率n =0.7 ,则壳体内径为i.05t, NT 1.05 32 22；=606.4mm圆整可取D=600mm 。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h = 0.25 X600=150(mm )o折
7、流板间距 B=0.4D,贝U B=0.4 X600=240mm 。折流板数Nb二传热管长/折流板间距-1=6000/240-1=24(块)折流板圆缺面水平装配接管克程流体进由口接管：取接管内煤油流速为u=1.0m/s ,则接管内径为：4 18939.4D1=E V31136r 825) 0.090 (m)，圆整后可取管内径为90mm管程流体进由口接管：取接管内循环水流速u = 1.5 m/s ,则接管内径为4 42676.4D213.14(弋产 0.101(m)=100mm。4.换热器的核算4.1 热流量核算 壳程表面传热系数;用克恩法计算:0 0.36 Re00.55 Pr13 do0.14
8、 o当量直径,由正三角排列得:3 24(vtde=zd02)d0J3224 (一0.0322 0.785 0.0252)2 0.020 m3.14 0.025壳程流通截面积:S0 BD(1 迎)0.24 0.6(1 01)=0.0315(m2)t0.032)克程中煤油流体流速及其雷诺数分别为:18939.4U0=V0/A=(3600 825) 0.202 (m/s )0.0315deuo 0.020 0.202 825Re0= =4661.50.0007152.22 1 03 7 1 5 1 0 6普朗特数： Pr= 040 11.34；0.14粘度校正:砒=0.36 需 4661.50.55
9、 11.3413=589.7W/(m 2 K)管内表面传热系数:i 0.023Re0.8 Rr0.4di管程流体流通截面积:Si=0.785 X0.02 2X216/6=0.0113(m2)管程流体流速及其雷诺数分别为:ui= 42676-4/(3600 994)=i.0550.0113(m/s )Rek 0020=28849.2普朗特数：Pr=3_64.18 10727 10，凝4.850.626i=0.023 X翳 28849-084.850.4 =5008.1W/ (m2 K)污垢热阻和管壁热阻查有关文献知可取:管外侧污垢热阻Ro=0.00017 m2 K/W管内侧污垢热阻Ri=0.00
10、034 m2 K/W计算传热系数K （忽略管壁热阻）1Ko =1bdoRso + 工dodo+ RsiaididiKo=11 二,0.0250.0250一 0.00034 589.70.020 5008.1 0.020=3940.00017计算传热面积Ac：Ac=Q/(K cX4m)=992.7 X103/ (394 X31.45 ) =80.11(m2)该换热器的实际传热面积A :A=d0 1 Nt =3.14 X0.025 X6X (228-17 ) =99.38 (m2)该换热器的面积裕度为：H= C x 100%= 99.3,80.11 xAc80.11100%=24.05%为了保证换热器的可靠性，一般应使换热器的面积裕度大于15%25% o满足此要求，所设计的换热器较为合适传热面积裕 度合适，该换热器能够完成生产任务。5.2换热器内流体的流动阻力管程流体阻力计算公式如下：ZPt= (APi+Pr) NsNpFs;Ns=
