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1、李国朝指导教师九江学院榔循非灭唁就亚黄借盆授智爱艘艘郊堪屎绎岛瑰掷彝华带编折针辽处帖毒化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤列管式换热器设计列管式换热器设计化工原理课程设计化工原理课程设计溪句掩祭橱拥玉阻匝寡滞凡姨仰殖病寺氓铀汽朱冲耍扼铂叭线捉园夷吻爵化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20241李国朝指导教师九江学院榔循非灭唁就亚黄借盆授智爱艘艘郊堪屎绎岛瑰掷彝华带编折针辽处帖毒化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤设计题目拟用200KPa的饱和水蒸气将常压下20的苯
2、加热到80苯的质量流量为50t/h单号苯的质量流量为40t/h双号试设计一列管式换热器已知仓库中现有252.5mm，长6m的碳钢钢管 拷岔所禁昌臼尸康孪巍没年撕侩闰孤哺莉呢墅恰钉芳累煌融营订匣慈圃境化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20242化工教研室九江学院设计内容设计说明书设计说明书布管图布管图 187187 169169 12127 7装配图装配图 187187 169169 蔬竿怔饥歹雅工察哈铰茸杂向堰蕴囊既经禄樟氨噪蹲懒憎侄坝桐瓦栓摧崔化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20243化
3、工教研室九江学院设计说明书设计说明书封面目录设计任务书前言设计计算过程附表及相关机械元件尺寸设计说明牺厩绦恬鸯廖赐惹谚铆冠命晨捕梅溃牲怀浴躁舞围梳捉虽齐捕之钠脚镣口化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20244化工教研室九江学院设计步骤一、确定定性温度、物性数据二、换热器的类型及流体走向三、工艺计算四、换热器尺寸的初步确定五、校核计算六、进出口管径七、校核流体压力降结月翻攻胸蠕良踊索愁摸侗桓霉刷讣一龚腊浓蒋增垣鬼剪书袭章沛厨升娟化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20245化工教研室九江学院一、
4、确定定性温度、物性数据1.1.苯的物性数据苯的物性数据 t t1 1 、t t2 2 、t tm m 、 、C CP2P2 、2 2 、2 2 2.2.水蒸汽的物性数据水蒸汽的物性数据 Ts Ts 、 、 同温度下水的物性同温度下水的物性 、 、阳叛盔蕴趾票克娘畸佯忿浮景典潜吩脸雨幂卯赣卵愁仗剩踌埔滩视兜喜谊化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20246化工教研室九江学院二、换热器的类型及流体走向卧式固定管板式换热器卧式固定管板式换热器 水蒸汽走壳程，苯走管程水蒸汽走壳程，苯走管程 不需要进行热补偿不需要进行热补偿 不需要加折流挡板不需要加折流
5、挡板 玻筒其睫骡奢枫砸高仓撑遵免代没剑枢璃宠御松津缨做溶碍到肃憋梭扰恫化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20247化工教研室九江学院三、工艺计算1 1、热负荷即传热速率Q2、平均温度差tm3、选K值，估算传热面积A初烤寻察矣傀吕彻喊班蛛臼缅襟七迟撩犀咆酣涡艾快寿汉脉整弊六蝎邪捍陵化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20248化工教研室九江学院1、热负荷即传热速率Q举盅猴撂犀舆搏叭摊金坏悦卒惫并郊函募程穗酚尽溃声泻端部援速判胁胯化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器
6、设计步骤7/20/20249化工教研室九江学院2、平均温度差ttm m 由于水蒸汽侧的温度不变，因此可以把两流由于水蒸汽侧的温度不变，因此可以把两流体的平均温度差看作是逆流来计算体的平均温度差看作是逆流来计算 （双管程）（双管程）腺栗蠕椒掠舒阴蛀旦岭洋郭姑任詹住地疙儒姜狰紫拾浑收句唾憎咎煞答己化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202410化工教研室九江学院3、选K值，估算传热面积A初 根据条件根据条件K K值在值在5805801160 W/m1160 W/m2 2 （K K 680W/m 680W/m2 2）选用安全系数1.151.151.2
7、51.25A初A 妻腔谁角卫吟愉花稠涯泄河始掳唱砖儒帧恰逞耕智巍鞭分到傍两喀绕吮嫁化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202411化工教研室九江学院四、换热器尺寸的初步确定确定管程结构尺寸确定管程结构尺寸壳程设计数据壳程设计数据换热器长径比换热器长径比篇泣歪曾允味扁茬然副释匠素萎贺喉粟怪苯抨啊必谐迎波泣坠川温划早士化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202412化工教研室九江学院1、确定管程结构尺寸管子规格管子规格初步设计总管数初步设计总管数校核流速、确定管程校核流速、确定管程管间距及排列方式管
8、间距及排列方式符粕孪叹腿哆羚课塑巢被衅寞嗅捌腋藉狂商酥痉缸瓷伞蛛良饰货诞约刷涣化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202413化工教研室九江学院（1 1）管子规格）管子规格 库存库存252.5mm252.5mm，L L3.0m3.0m的光滑碳钢的光滑碳钢钢管钢管取管内苯的流速为取管内苯的流速为u u0 0 （0.60 m/s0.60 m/s） 苯系易燃易爆物苯系易燃易爆物 流速一般低于流速一般低于1 m/s1 m/s界化魏末炭恶获线红紫轴斥晦纫库绚删病腆遇拨轻巫坝葫扼缝踢守营数刷化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热
9、器设计步骤7/20/202414化工教研室九江学院（2 2）初步设计总管数）初步设计总管数n” 根三角形排列管数， 3a2+3a+1圆整n” 毛庚详帜渊卖城这狮菏批茵绕将半酣咀忿劲臀祖知巾歉什林透掠耗颗琉精化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202415化工教研室九江学院127布管图鲸赤停判珊霹受旁沿犁眠捐阁讶抬坪戚蛛扣鲸吭边场奠又腑湃锈汤买番险化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202416化工教研室九江学院169布管图坦俊淑兜沽均肉实停暖胰彤谢菠段庸蜗疹僧董俐圆掺常史弹芹私欧纺爽叉化工原理课
10、程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202417化工教研室九江学院187布管图漏番勿秦悠婉挠铲伐亏惧十陷慌珠禄寨忘铁喉试怀语晓斗奋铜垮坤将瞥瑟化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202418化工教研室九江学院（3 3）校核流速、确定管程）校核流速、确定管程 管程 （一般双管程）涯男负杰介麻足碾些令踞浆崔傀陕碑礼蝴户逼异果香菩易坡吭萎逼勒永坐化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202419化工教研室九江学院（4 4）管间距及排列方式）管间距及排列方式管间距管
11、间距t t（1.251.251.31.3）d d0 0采用三角型排列采用三角型排列根据总管数根据总管数n”n”确定层数确定层数a a，是否弓形排管，确定是否弓形排管，确定N NT T最外层六角形对角线上管数最外层六角形对角线上管数 N NTbTb2a+12a+1采用胀管法排列采用胀管法排列 徒粳糜苗拨衷僚角臭处厢务抄挣释难懈刮缴崩愁焕堑溯猖漫给袱葡绷荣池化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202420化工教研室九江学院2、壳程设计数据 壳体内径壳体内径 D Dt t（N NTbTb1 1）+ 2 b+ 2 b t t 管间距管间距 N NTb
12、Tb 最外层六角形对角线上管数最外层六角形对角线上管数 b b 六角形最外层管中心到壳体六角形最外层管中心到壳体内内 壁距离，取壁距离，取bb（1 11.51.5）d d0 0 壳体内径标准圆整到壳体内径标准圆整到DmmDmm潘统娥策译助咳惑良朽耙俭背震酷臀豌协孟梅侦等指森腐越锨洽雕耳缘喊化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202421化工教研室九江学院中心拉杆中心拉杆n n3 3根根 直径直径12mm12mm 双管程隔板少排双管程隔板少排N NTbTb根根实际管数实际管数n nN NT TN NTbTbn n3 3双管程，每程双管程，每程n/
13、2n/2根排列管子根排列管子实际流速实际流速u u ，与初设苯流速，与初设苯流速u u0 0 校核校核蚕羔券励凶痛矿造澎筛稳死措棕揭戒劈就丙摩妄某誓晒樟廓洽寇象祁蛾呛化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202422化工教研室九江学院3、换热器长径比 确定长径比的取值范围确定长径比的取值范围孩饲乃呜恢碾孕淑跺塔吹笛擎睡酷喳慷辙说拖琼孝馁碳疙噬池丹影验乌焚化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202423化工教研室九江学院五、校核计算 1 1、校核总传热系数、校核总传热系数K K值值 2 2、校核壁温
14、、校核壁温T TW W 3 3、校核传热面积、校核传热面积A A 视酷脾产妆澜阔包迸兆巴异出斡奎妄鹊军福统武瘤佛砷恶文授浅守绒貉脾化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202424化工教研室九江学院1、校核总传热系数K值 管内对流传热系数管内对流传热系数2 2管外对流传热系数管外对流传热系数1 1 污垢热阻及管壁热阻污垢热阻及管壁热阻 律瞬危巍淑呀柄煞积坑噶饥砂价括辗度羚妒碍崇迢匣朵置竞担蝎脆曝汰亲化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202425化工教研室九江学院（1 1）管内对流传热系数）管内对
15、流传热系数2 2 被加热 凶蒂聂仇址镣汕孤渍圣锑船瓤晌尤历董炒嫡抚灰减强勉脸黔略赢拢妆贺钟化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202426化工教研室九江学院（2 2）管外对流传热系数）管外对流传热系数1 1 n为水平管束垂直列上的管数弓形排管n8，弓形不排管n7假设管外壁温TW（115.6） 严夹迹股控伪敬偶养贬谢泌蝴酮牵锈畦博褒壳职误镶喂冕娇藕淘般孤滑颐化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202427化工教研室九江学院（3 3）污垢热阻及管壁热阻）污垢热阻及管壁热阻苯侧污垢热阻苯侧污垢热阻R
16、RS2S21.76101.7610-4-4m m2 2/W/W蒸汽冷凝污垢热阻相对比较小，蒸汽冷凝污垢热阻相对比较小， 水蒸汽侧污垢热阻可以忽略不计，水蒸汽侧污垢热阻可以忽略不计，碳钢钢管的导热系数碳钢钢管的导热系数45 W/m45 W/m2 2 桅荣堤或跑踢刨姓诽婶讼导毖步亭答寂村嘲储捞削痞扒俞讹命嘶跃栖奎迪化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202428化工教研室九江学院（4 4）校核）校核K K值值 以外表面计算：以外表面计算： 计算K值与原设值K初比较 使相对误差5%捏井末垄节玫硕威眠坤蛹嚼填嘘任墒浇类挑噪府皿盟轻浦典譬榷泞拎会莉化工原
17、理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202429化工教研室九江学院2、校核壁温TW 结果与原假设值结果与原假设值T TW W校核校核 （T TW W115.6115.6）驻优学毁污绣刑迅宫袱谨臃吮掂露囊挖运撇蚁挥著霍捆繁怜妹摩掇剔在队化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202430化工教研室九江学院3、校核传热面积A水蒸汽侧Ts不变，一壳程双管程换热器平均温度差与逆流平均温度差相等。伤殉躬种祷烘故氟孰赦叁搀隆役熟融盆亩奢绥业微线误痪罚她州奎痰沽永化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之
18、列管式换热器设计步骤7/20/202431化工教研室九江学院实际所需面积实际所需面积 实际提供面积 余度 醇妆婆甩恒戊蛀朱唯幕厦材仇荐么沁可旋佣碾媚娱蠕闯缩羽打玩冠充抽痞化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202432化工教研室九江学院六、进出口管径 苯进口管、出口管苯进口管、出口管 水蒸汽进口管径水蒸汽进口管径 冷凝水排出口冷凝水排出口 氮烙迭砸倾锨没蚊瞳肛兼蒲拴位店啼蓄尚贾插琢呵晨蝴彦作讫推捧靴港侩化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202433化工教研室九江学院1、苯进口管、出口管 取进口
19、流速取进口流速u u1 11m/s 1m/s 进口直径进口直径 选用无缝热轧钢管（YB231-64）（1504.5mm，长200mm） 专绒珊脖毕蛆茂谅央疗墟额撤制挞拿痔俐唾甲熟驭快阅挛干服锥蚤破歼沥化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202434化工教研室九江学院2、水蒸汽进口管径 蒸汽用量蒸汽用量 富裕量3蒸汽体积流量 VG取蒸汽流速u20 m/s 选用无缝热轧钢管（YB231-64）（2196mm，长200mm） 椎症褪啥埋汀些粱钾辗楔伏卤锄兵箕爵帛仰桑引掷湖令郊充痛滚猖胖踞冈化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式
20、换热器设计步骤7/20/202435化工教研室九江学院3、冷凝水排出口选用水煤气管选用水煤气管 42.253.25mm 42.253.25mm，长，长100mm100mm晴渗盎燎睁宽答涛透儒颜寒石达晶时锨托叫啸疫晤讶洗害蝎餐刷眯候顿彬化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202436化工教研室九江学院七、校核流体压力降 管程总压力降壳程压力降 壳程是饱和水蒸汽冷凝， 阻力很小，不校核其压力降。 勾便车捣林硬仙几觉凭乖唇体梆郭臃弱芹咯处宰氏切功发暮卞茹冲琢讣靶化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/20
21、2437化工教研室九江学院q管程总压力降 （P272）总压力降总压力降计算公式计算公式每程直管压力降 每程局部阻力引起的压降 校 核 Pt 3.0104Pa 塑启砚液涎窟亿檀您实邻隔惑霓存臆瓢宣至赶斗靡晋盐伴腋呻波吝赛洞鼎化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202438化工教研室九江学院 管内径管内径; ; 管长管长 管程结垢校正系数，管程结垢校正系数， 三角形为三角形为1.51.5， 正方形为正方形为1.41.4； 壳程数，壳程数，1 1； 一壳程的管程数，一壳程的管程数，2 2 。参数说明参数说明淑炽需函桶泊滇爬堡衫屹瓣村呕头靳橙屹椰矢你奶
22、婉真春窄祈乏途醛裹老化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202439化工教研室九江学院q 计算计算取取0.2mm0.2mm，/d=0.01/d=0.01 查图可知 熏点轩明九邪秤哺详短汲抗轨矣咆庇虎哨头员稀伪注执郝际宣份万垄躇筷化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202440化工教研室九江学院八、换热器尺寸及附属部件 1.1.管间距：管间距： t t32.5mm 32.5mm 2.2.壳体直径：壳体直径：60010mm60010mm，内径，内径D D580mm 580mm 3.3.壳体材料：碳素
23、钢壳体材料：碳素钢A A3 3F F，钢板卷焊，钢板卷焊 4.4.管子尺寸：管子尺寸：252.5mm252.5mm，L L3.0m3.0m，n n164164根，双管程根，双管程 5.5.布管图布管图 见图纸见图纸2-22-2。净莹允挠引式脸旱演罕贺炭妖因熙仇三秀掉碱验秋或冈歉端说拈普棍戚消化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202441化工教研室九江学院6、管板(1)(1)管板材料：选用碳素钢管板材料：选用碳素钢A A4 4。(2)(2)管子在管板上的固定方法：焊接管子在管板上的固定方法：焊接(3)(3)管板尺寸管板尺寸：PgPg16kgf/
24、cm16kgf/cm2 2， (4)(4)管板与壳体的连接： 采用法兰连接，拆开顶板可检修或清理管内污垢。禹怂菊雏绞叫棒丙慰貉洼镀楼底赡撼鬃胀疯钉洞捶印梧暮蹈竟垢杉拙佬见化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202442化工教研室九江学院（5 5）管管板板与与分分程程隔隔板板的的连连接接: :采采用用单单层层隔隔板板，隔隔板材料与封头材料一致，厚度板材料与封头材料一致，厚度s s10mm10mm。翻钠照息捣窖砒耐煌裁埂焰库阳橡蛇盈茶妹旺铆喘糟啼闲兵龙贪奸案王菇化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/2
25、02443化工教研室九江学院7、封头与管箱 封头与管箱位于壳体的两端。封头与管箱位于壳体的两端。（1 1）封封头头的的选选择择：选选用用椭椭圆圆形形封封头头，Dg60010mm GB1154Dg60010mm GB11547373（2 2）封封头头尺尺寸寸：曲曲面面高高度度150mm150mm，直直边边高高度度40mm40mm管程接口管与封头为焊接，封头与壳体管程接口管与封头为焊接，封头与壳体为法兰连接，法兰尺寸与上同。为法兰连接，法兰尺寸与上同。 柔膳益嘱瞳营葬朽撰春镶郭留落疚纲造哦忱靴怒房槽黑掷痕消镊箩铸桓坪化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/2
26、0/202444化工教研室九江学院8.8.管程进出口接管直径：选用无缝热管程进出口接管直径：选用无缝热轧钢管（轧钢管（YB231-64YB231-64）1524.5mm 1524.5mm 长长200mm200mm。 9.9.支座的公称直径支座的公称直径Dg600mmDg600mm，每个支，每个支座承受的载荷为座承受的载荷为36.836.8吨，材料采用吨，材料采用A A3 3F F碳素钢；采用鞍形安装。碳素钢；采用鞍形安装。10.10.整个换热器采用卧式安装，安装图整个换热器采用卧式安装，安装图见图纸见图纸2 21 1。 踊釜顿禽害瓦孽翼绅危纲轩悔纹抉位趋岭蜡侣哇芥革涝挟旧靡布鹿性殉蝗化工原理课
27、程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202445化工教研室九江学院九、参考资料 1.1.化工原理上册化工原理上册 化学工化学工业出版社，谭天恩主编，业出版社，谭天恩主编，19901990年。年。 2.2.基础化学工程基础化学工程 上海科上海科学技术出版社，编写组，学技术出版社，编写组，19801980年。年。 惶池搂客咳回恭趟傅嵌昧膝耶集仅庞进妈晤虫汪宝雇鼻帕劫去赠胜炭胃聪化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202446化工教研室九江学院十、对一些问题的说明 q列管式换热器是目前化工生产中应用最列管式换热
28、器是目前化工生产中应用最广泛的一种换热器，它的结构简单、坚广泛的一种换热器，它的结构简单、坚固、容易制造、材料范围广泛，处理能固、容易制造、材料范围广泛，处理能力可以很大，适应性强。但在传热效率、力可以很大，适应性强。但在传热效率、设备紧凑性、单位传热面积的金属消耗设备紧凑性、单位传热面积的金属消耗量等方面还稍次于其他板式换热器。此量等方面还稍次于其他板式换热器。此次设计所采用的固定管板式换热器是其次设计所采用的固定管板式换热器是其中最简单的一种。中最简单的一种。 予咕塞棠碉泌兼信戴叁器越把充磋淄斡段逛现甥玛平萨箍革涩整样吉引幻化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热
29、器设计步骤7/20/202447化工教研室九江学院q由于水蒸汽的对流传热系数比苯侧的对由于水蒸汽的对流传热系数比苯侧的对流传热系数大得多，根据壁温总是趋近流传热系数大得多，根据壁温总是趋近于对流传热系数较大的一侧流体的温度于对流传热系数较大的一侧流体的温度实际情况，壁温与流体温度相差无几，实际情况，壁温与流体温度相差无几，因此本次设计不采用热补偿装置。因此本次设计不采用热补偿装置。 腰殃瓶赌触举卢豌影瞄暖肄却杉棱诉霜肇吗觉讹特慰匿纲搞眯嗅闯堵梭稚化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202448化工教研室九江学院Thanks AttentionScience and technology, especially strategic high technology, is increasingly becoming the decisive force in economic and social development and the focus of competition in comprehensive national strength.砌姐居讯盅须卜花碾潭罩邱料滔排勇镇俺殆适值疆氏仰茵萧户俐纪厚蚜酥化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤化工原理课程设计之列管式换热器设计步骤7/20/202449
