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1、换热器课程设计任务书一、 设计题目列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件1、 设计任务处理能力（回流液流量） 76.8 m3h设备型式 列管式换热器 2、 操作条件回流液 入口温度194.0,出口温度101.8 冷却介质 原油入口温度53.7,出口温度122.1管程、壳程的压强降 不大于1.4MPa 换热器的热损失 忽略 三、设计已知条件1、定性温度下两流体的物性参数（1）回流液定性温度tm=147.9 密度h=701kg/m3；比热容Cph=2.89kJ/(kg.) 导热系数h=0.151W/(m) 粘度h=0.509mPa.s(2) 原油定性温度tm=87.9 密度c=798kg/m3比
2、热容Cpc=2.20kJ/(kg.) 导热系数c=0.131W/(m) 粘度c=6.27mPa.s2、管内外两侧污垢热阻分别是 Rsi=3.210-4( m2)/W Rso=5.110-4 (m2)/W3、回流液在管程4、管壁导热系数w=45 W/( m)四、设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计 （1）冷却器结构尺寸的确定 （2）传热面积、两侧流体压降校核 （3）接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、换热器装配图(1号图纸)7、设计评述8、参考资料摘要本设计内容是处理量为76.8 m3h的回流液冷却器，采用列管式换热器。冷却介质为原油。设计
3、基本完成了换热器的工艺计算，包括回流液的基础物性数据，换热器面积估算，换热器工艺结构尺寸的计算，并分别进行了核算。最终绘制了换热器装配图。关键词：回流液；列管式换热器；AbstractThis design content is the capacity for 76.8m3h Backflow liquid cooler design, the design uses the Handling hypoxia heat exchanger. Cooling medium for crude oil.The design is completed the heat exchanger tech
4、nical, including liquid based physical property data, heat exchanger area estimated, heat exchanger process structure size calculation, and respectively accounting. The assembly drawing heat exchangerKey Words: liquid; Handling hypoxia heat exchanger目录课程设计任务书 摘要 Abstract 目录 一 前言 1.1换热器及换热器分类 11.2 列管
5、式换热器分类 1二 设计方案简介 2三 确定物性数据 3四 工艺计算及主要设计 4.1选择换热器的类型 44.2流程安排 44.3估算传热面积 44.4换热器的核算 5五.换热器主要结构尺寸和计算结果表 12六、设备参数计算 6.1壳体 136.2管板 136.3拉杆 146.4分程隔板 146.5折流板 146.6封头及管箱 14 6.7接管及其法兰 156.8排气、排液管 156.9浮头 166.10支座设计 16七 设计计算结果汇总表 18八 设计总结 19九 主要符号说明 20十 参考文献 21 十一 附录 22 一、前言1.1换热器及换热器的分类在不同温度的流体间传递热能的装置称为热
6、交换器，简称换热器。它是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，既可是一个单独的设备，如加热器、冷凝器的凝汽器；也可以是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。按传热面的形状和结构特点可分为管壳式（列管式）换热器、板面式换热器和扩展面式换热器。1.2列管式换热器的分类列管式换热器种类很多，目前广泛使用的是按其温差补偿来分，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
7、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，以致毁坏换热器。（2） 浮头式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相接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上裂解一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洁；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不
8、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，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。（4） U型管式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，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。二、设计方案简介1、选择换热器类型：浮头式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相接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上裂解一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉
9、出，以便清洁；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质温差大时，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。由此课程设计是两介质温差较大，所以选择浮头式换热器。2、计算并初选设备规格2.1根据设计的任务书及要求所给数据，计算热负荷2.2计算平均温差,并根据温差校正系数不小于0.8的原则决定壳程;2.3确定总传热系数K选;2.4计算传热面积S,按系列标准选择设备标准;3、核算总传热系数计算管、壳程对流传热系数ai与ao，确定污垢热阻Rsi与Rso，再计算总传热系数K，并比较K与K选，若（K-K选）/K选*100%的范围在10%25%之间,则初选设备合格,否则另选
10、K选值,重复以上步骤.4、计算管、壳程压强降计算初选设备的管、壳程压强降，如超过工艺允许范围，则需要调整流速，在确定管程数语折板间距，或选另一规格的换热器，直至满足要求。5、根据所选设备规格及工艺要求，确定辅助零部件及尺寸。三、确定物性数据定性温度壳程原油的定性温度为：Tm=（T1+T2）/2=147.9壳程回流液的定性温度为： tm=（t1+t2）/2=87.9根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性参数。壳程原油的物性数据如下： 密度 c=798kg/m3 比热容 Cpc=2.20KJ/(kg.) 导热系数 c=0.131w/m 黏度 uc=6.2710-3pas管程回流液的物性参数如下: 密度 h=701kg/m3热容 Cph=2.89KJ/kg 导热系数 h=0.151w/m 黏度 uh=0.50910-3pas四、工艺计算及主要设计4.1选择换热器的类型设计要求为操作压力在1.4Mpa下，属较大压力，又因为管壁，壳壁的温差相差较大，所以初步选用浮头式换热器。4.2流程安排原油走壳程。回流液走管程。4.3估算传热面积
