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1、课 程 设 计 课程名称 化工原理课程设计 题目名称 列管式换热器设计 专业班级 2011级生物工程1班 学生姓名 包菲 学号 51106011010 指导教师 孙兰萍 二 O一三 年 六 月 二十五 日目录1 设计任务书.11.1 设计任务和设计条件.11.2 设计内容.22 概述.33 确定设计方案.4 3.1 选择换热器的类型.43.2 流动空间及流速的确定.44 确定物性数据.45 计算总传热系数.55.1 计算热负荷和冷却水流量.55.2 计算平均传热温差.55.3 确定总传热系数K并计算传热面积.56 换热器结构尺寸设计.66.1 管径和管内流速.6 6.2 管程数和传热管数.6
2、6.3 传热管排列和分程方法.66.4 壳体内径.76.5 折流板.7 6.6 接管.87 换热器核算.87.1 热量核算.8 7.1.1壳程对流传热系数.9 7.1.2管程对流传热系数.9 7.1.3对流传热系数K.9 7.1.4传热面积.97.2 核算压强降.10 7.2.1管程压强降.10 7.2.2壳程压强降.108 换热器主要结构尺寸和计算结果.119 设计评述及附图.1210 主要符号说明.1311 参考资料.1411 列管式换热器设计任务书1.1 设计任务和设计条件 某生产过程的流程如图所示，反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110进一步冷却至60之后，进入吸
3、收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为12000 kg/h，压力为6.9MPa，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水的入口温度为29，出口温度为39，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。物性特征：混和气体在85下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度 1 = 90 kg/m3定压比热容 cp1 = 3.297 /(kg)热导率 1 = 0.0279 W/(m)粘度 1 = 1.510-5 Pas循环冷却水在34 下的物性数据：密度 2 = 994.3 kg/m3定压比热容 cp2 = 4.174 kJ/(kg)热导率 2 = 0.624 W/(m)粘度 2 = 0.7421
4、0-3 Pas1.2 设计内容说明书要求 1、概述 2、设计方案的选择 3、确定物理性质数据4、设计计算（1）计算总传热系数（2）计算传热面积5、换热器结构尺寸设计 （1）管子的直径、长度、根数等管子尺寸 （2）壳体直径、折流板长度和数目 （3）隔板和接管尺寸 6、设计结果汇总 7、列管式换热器装配图8、设计评述9、符号说明10、参考文献图纸要求列管式换热器装配图2 概述在不同温度的流体间传递热能的装置成为热交换器，简称为换热器。在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它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、开发和节约的要求不
5、断提高，因而对换热器的要求也日益加强。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，不用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，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求。（1）合理地实现所规定的工艺条件传热量、流体的热力学参数与物理化学性质是工艺过程所规定的条件。设计者应根据这些条件进行热力学和流体力学的计算，经过反复比较，使所设计的换热器具有尽可能小的传热面积，再单位时间内传递尽可能多的热量。（2）安全可靠换热器是压力容器，在进行强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命计算时，应遵照我国钢制石油化工压力容器设计规定与钢制管壳式换热器设计规定等有关规定与标准。这对保证设备的安全可靠起着重要作用。（3）有利于安装
