煤油冷却器的设计
煤油冷却器设计
目录第1章工艺综述 (2)1.2工艺原理 (2)1.3工艺流程 (3)第2章工艺计算 (4)2.1设计参数 (4)2.2管径和管内流速 (5)2.3 估算换热面积 (7)2.4 管程数和传热管数的计算 (7)2.5 传热管排列和分程方法的确定 (8)2.6 壳体内径以及折流板数的计算 (8)第3章结构设计 (10)3.1 封头和圆筒厚度 (10)3.2 接管 (10)3.3 折流板 (11)3.4分程隔板 (12)3.5 拉杆的数量与直径 (12)3.6判断是否安装膨胀节 (12)3.7 支座 (14)第4章强度计算 (15)4.1传热系数核算 (15)4.2 壁温核算 (17)4.3 压强降的核算 (17)第5章设计结果一览表 (20)参考文献 (21)评价表 (22)第1章工艺综述1.1 装置简介ARGG装置包括反应-再生、分馏、吸收塔、气压机、能量回收及余热锅炉、产品精制几部分租成，ARGG工艺以常压渣油等重油质油为原料，采用重油转化和抗金属能力强，选择性好的ARG催化剂，以生产富含丙烯、异丁烯、异丁烷的液化气、并生产高辛烷只汽油。
1.2工艺原理1.2.1催化裂化部分催化裂化是炼油工业中最重要的二次加工过程，是重油轻质化的重要手段。
它是使原料油在适宜的温度、压力和催化剂存在的条件下，进行分解、异构化、氢转移、芳构化、缩和等一系列化学反应，原料油转化为气体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的生产过程。
催化裂化的原料油来源广泛，主要是常减压的馏分油、常压渣油、减压渣油及丙烷脱沥青油、蜡膏、蜡下油等。
随着石油资源的短缺和原油的日趋变重，重油催化裂化有了较快发展，处理的原料可以是全常渣甚至是全减渣。
在硫含量较高时，则需用加氢脱硫装置进行处理，提供催化原料。
催化裂化过程具有轻质油收率高、汽油辛烷值较高、气体产品中烯烃含量高等特点。
催化裂化生产过程的主要产品是气体、汽油和柴油,其中气体产品包括干气和液化石油气，干气作为本装置燃料气烧掉，液化石油气是宝贵的石油化工原料和民用燃料。
最新处理量84×104吨煤油冷却器的设计
处理量84×104吨煤油冷却器的设计食品工程原理课程设计任务书设计题目：年处理量8.4×104吨煤油冷却器的设计一、操作条件1. 煤油：入口温度156℃出口温度50℃2. 冷却介质：循环水入口28℃，出口温度40℃3. 允许压力降：不大于30kPa4. 年开工天数：300天；每天24h连续生产5. 定性温度下煤油的物性数据：密度=825kg﹒m-3，黏度=7.15×10-4Pa﹒s，比热=2.22kJ﹒（kg·℃）-1，热导率=0.14W（m·℃）二、设计任务1.处理量：84×103t/年2. 设备形式：列管式换热器3. 选择事宜的列管换热器并进行核算4. 绘制工艺流程图和设备结构图5. 输送机械的设计：循环水泵三、设计要求使用统一课程设计格式（详见许昌学院课程设计编写要求）。
主要项目及编排顺序为：①设计说明书封面 (使用统一模板)；②任务书；③摘要；④目录；⑤设计方案简介；⑥工艺过程计算及设备工艺尺寸的计算；⑦辅助设备的计算及选型；⑧附录：工艺流程图及设备结构图；⑨参考文献⑩设计评述；指导教师：孙国富徐静莉完成日期：2012年12月17日～12月 28摘要本设计是进行煤油冷却器的设计，主要进行了换热器的选型以及水泵的型号选择。
设计的前半部分是换热器的选型，根据给定的条件估算换热面积，进行换热器的选择，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降的计算。
设计的后半部分是关于水泵的选择，根据换热器以及给定的条件计算出最大流量和压头确定水泵的型号。
关键词：浮头式换热器传热系数水泵目录1引言 (4)1.1热换器的类型 (4)1.2热换器的选择 (4)1.2浮头式热换器特点 (6)2正文 (6)2.1确定设计方案 (6)2.1.1.选择换热器的类型 (6)2.1.2确定流体通入的空间 (6)2.2确定物性数据 (7)2.2.1确定定性温度 (7)2.2.2确定物性数据 (7)2.3估算传热面积 (7)2.3.1计算传热热负荷Q (7)2.3.2计算平均传热温差 (7)2.3.3初选总传热面积 (8)2.3.4初选管径 (8)2.3.5初选换热器型号 (9)2.4热换器的核算 (9)2.5传热系数的校核 (10)2.5.1管程的对流传热系数 (10)2.5.2壳程的对流传热系数 (10)2.5.3确定污垢热阻 (11)2.5.4计算总传热系数K (11)2.5.5计算热传热面积 (11)2.6热换器压力降的核算 (12)2.6.1管程阻力损失 (12)2.6.2壳程阻力损失 (12)2.7水泵的选择 (13)2.7.1流量的计算 (13)2.7.2扬程的计算 (14)2.7.3选择水泵的型号 (14)3设计小结 (15)3.1主要结构尺寸和计算结果 (15)3.2设计评述 (16)参考文献 (17)年处理量8.4×104吨煤油冷却器的设计1引言1.1热换器的类型热换器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产中应用最为广泛，在化工中热换器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
煤油冷却器的设计
煤油冷却器的设计摘要煤油冷却器是利用流体易导热原理，将煤油的热量向环境转移，冷却其受热部件的装置。
本文介绍了煤油冷却器的结构与设计及其性能的研究。
本文主要从流体流动系统、热交换系统、控制系统以及特殊设备等方面介绍了煤油冷却器的设计，研究了冷却器的结构性能及实际工作条件下的性能，并探讨了冷却器在操作过程中的安全措施。
本文所讨论的煤油冷却器的性能高，安全可靠，能够满足大多数用户的使用要求。
关键词：煤油冷却器；结构设计；性能研究；安全措施IntroductionFlow SystemThe flow system is the main part of oil coolers, which provides the means for the fuel oil and cooling fluid to enter and exit the heat exchanger. The oil coolers generally include two oil inlets and two oil outlets and two cooling inlets andtwo cooling outlets, as shown in Figure 1. The oil inlet is connected to the fuel oil supply pipe and the oil outlet is connected to the oil return pipe. The cooling inlet is connected to the water supply pipe, and the cooling outlet is connected to the water return pipe. Both cooling inlets and cooling outlets are equipped with high-pressure relief valves to prevent overpressure of the coolant.Figure 1. Oil cooler structureHeat Exchange System。
煤油冷却器的设计
西北大学化工原理课程设计任务书设计题目煤油冷却器院系化工学院专业化学工程与工艺指导教师赵彬侠姓名张洪姣学号2008115023目录(一)设计题目(二)流程和方案的说明和论证(三)计算过程(四)流程图(五)设计感想(六)参考文献一、设计题目：根据条件设计合适的换热器（煤油冷却器的设计）设计任务及操作条件：1.煤油：入口温度150℃，出口温度50℃；运行表压1bar。
2.冷却介质：凉水塔中处理过的补给水，入口温度30℃，出口温度50℃；运行表压3bar。
二、流程和方案的说明和论证1.传热过程易采用逆流传热方式，因为逆流平均推动力大于并流；选用单壳程四管程固定式列管换热器；2.流体空间的选择：由于煤油流量为14T/h，且由于水的定性温度t＝1/2(50+30)=40℃，煤油定性温T=1/2(150+50)＝100℃，煤油的定性温度查得相应的物性值：煤油的粘度：μ油＝0.81×10-3Pa.S 密度：ρ油＝818kg/m3 C油＝2.26kJ/（kg. ℃）λ油=0.135W/（m. ℃）水的粘度：μ水＝0.656×10-3Pa.S 密度：ρ水=992.2kg/m3C水＝4.174kJ/（kg. ℃）λ水=0.6333W/（m. ℃）高温流体一般走管程，因为高温会降低材料的许用应力，高温流体走管程可节省保温层和减少壳体厚度；腐蚀性较强的流体应该走管程，可以节省耐腐蚀材料；较脏和易结垢的流体走管程，以便于清洗和控制结垢，如必须走管程，则可采用正方形排列，并采用可拆式换热器。
且煤油为热物体，易放在管壳。
流体空间的选择还与粘度、压力降、流速、传热膜系数等因素有关。
根据上述原则及水和煤油的物性参数，最终设计煤油走管壳，水走管程。
结构与结构参数的选择a) 直径小的换热器不仅便宜，而且可以获得较好的传热膜系数与阻力系数的比值。
但管径愈小则换热器的压降愈大，在满足允许压力的前提下，一般推荐用外径为19mm ，对于易结垢的流体，为方便清洗，采用外径为25mm 的管子b) 管长 无相变的换热器时，管子较长则传热系数也增大，在相同的传热面积的情况下，采用长管流动截面积小，流速大，管程数小，从而减小了回弯次数，因而压降也较小；但是罐子过长会带来制造的麻烦，因此一般选用4—6米，对于传热面积大的，若无相变的可用8—9米。
材科0902煤油冷却器(列管式换热器)设计任务书
材科0902---煤油冷却器设计任务书
（一）设计题目
煤油冷却器设计
（二）设计任务及操作条件
1、处理能力见下表
2、设备型式列管式换热器
3、操作条件
（1）煤油：入口温度140℃，出口温度40℃
（2）冷却介质：自来水，入口温度30℃，出口温度40℃
（3）允许压强降：不大于105 Pa
（5）每年按330天计，每天24小时连续运行
煤油处理能力表
1本设计组（列管式换热器组）集中辅导时间：1月31日（星期六）第1、2节，地点厚学楼110，请同学们准时上课；
2请把<化工原理课程设计A>一书中p37～p59“列管式换热器”内容打印好，设计时参考；
联系电话（陆雷老师）。
煤油冷却器设计
河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 煤油冷却器设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺学号:姓名: 张冠雄指导教师: 王兴鹏2016年11月21日化工原理课程设计任务书一、设计题目煤油冷却器的设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）25000 吨/年操作周期7200 小时/年2.操作条件煤油入口温度120℃，出口温度40℃冷却介质自来水，入口温度20℃，出口温度40℃允许压降≦105Pa冷却水温度20℃饱和水蒸汽压力0.25Mpa(表压)3.设备型式列管式换热器4.厂址上海（压力：1atm ）三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.换热器的工艺计算3.换热器的主要尺寸设计4.辅助设备选型5.设计结果汇总6.绘制换热器总装配图：主视图、俯视图、剖面图、两个局部放大图7.设计评述目录1概述 ..................................................................................................... 错误!未指定书签。
1.1化工原理课程设计的目的、要求 .................................................. 错误!未指定书签。
1.2列管式换热器及其分类 .................................................................. 错误!未指定书签。
1.3换热器的设计要求 .......................................................................... 错误!未指定书签。
1.4符号说明 .......................................................................................... 错误!未指定书签。
煤油冷却器设计范文
煤油冷却器设计范文一、引言煤油冷却器是燃料系统中重要的设备之一，能有效地降低燃油进入喷油嘴时的温度，提高喷雾效果，确保燃油能够完全燃烧。
本文将介绍煤油冷却器的设计理念、结构特点以及功能等方面的内容，以期为相关领域的工程师和研究人员提供参考。
二、设计理念1.热交换效率高：煤油冷却器应具有较高的热交换效率，使燃油在经过冷却器后能有效地降温。
为此，设计中应采用优质的冷却材料和合理的换热结构。
2.结构简单可靠：煤油冷却器的结构应尽量简单可靠，尽量减少零部件的数量和种类，以降低故障率和维护成本。
3.适应性强：煤油冷却器应具有一定的适应性，能够在不同的工况下正常运行，适应各种不同燃油的冷却需求。
三、结构特点1.简单紧凑：煤油冷却器的结构一般较为简单紧凑，能够节省空间，提高整体的稳定性。
2.冷却效果好：煤油冷却器的冷却管束应布置合理，以便燃油能够在冷却器内充分接触冷却介质，从而达到较好的冷却效果。
3.传热效率高：煤油冷却器应采用高传热系数的材料，以提高冷却介质与燃油的传热效率。
4.冷却介质流动性好：煤油冷却器内的冷却介质应具有良好的流动性，能够快速将热量带走，从而确保燃油快速冷却。
四、功能1.降低燃油温度：煤油冷却器能够通过与冷却介质的热交换作用，有效地降低燃油的温度，防止燃油在进入喷油嘴之前过热，从而提高燃油的喷雾效果。
2.增加燃烧效率：降低燃油温度能够提高燃油的可燃性，使其更容易燃烧，从而提高发动机的燃烧效率和动力输出。
3.保护喷油嘴：煤油冷却器能够降低燃油的温度，减轻喷油嘴对高温燃油的负荷，延长其使用寿命。
4.提高燃油利用率：通过减少燃油的热损失，煤油冷却器能够提高燃油的利用率，降低燃油消耗，从而实现节能减排的目的。
五、结论煤油冷却器作为燃料系统中的重要设备，能够有效地降低燃油温度，提高燃烧效率，保护喷油嘴，提高燃油利用率。
设计中应充分考虑热交换效率、结构简单可靠和适应性强等因素，使煤油冷却器能够在各种工况下正常运行。
煤油冷却器的设计
煤油冷却器的设计1.材料选择：煤油冷却器需要使用耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢、钛合金等。
这些材料能够在高温环境下保持结构的稳定性，并且不会被煤油中的化学物质腐蚀。
2.结构设计：煤油冷却器一般采用管壳式结构，即在外围设立一个壳体，在内部布置多根冷却管。
冷却管通常采用联管式结构，即由内外两根管组成，内管用于传递煤油，外管用于传递冷却介质，这样可以增大煤油与冷却介质之间的接触面积，提高冷却效果。
3.管道布局：煤油冷却器的管道布局需要合理安排，以确保冷却介质能够充分接触到煤油，并且得到有效冷却。
通常采用螺旋式布置，即将冷却管盘绕在内部壳体上，使冷却介质与煤油多次接触，提高冷却效率。
4.流速控制：煤油冷却器的流速需要控制在一定范围内，过高的流速会导致煤油在冷却过程中受到热量约束不足，无法充分冷却；过低的流速则会影响煤油的冷却速度，降低冷却效果。
因此，在设计煤油冷却器时需要考虑流速的合理控制。
5.冷却介质选择：常用的煤油冷却介质有水和空气。
水冷却效果好，但需要考虑使用水冷却系统的成本和能源消耗。
空气则常用于小型设备的煤油冷却，由于空气冷却效果较差，可能需要增加冷却面积以达到需要的冷却效果。
6.温度控制：煤油冷却器需要设置温度控制装置，以保证煤油的温度在合理范围内。
可以采用温度传感器和控制装置的组合来实现温度的测量和调控，保证冷却效果的稳定性。
总之，煤油冷却器的设计需要考虑材料、结构、管道布局、流速控制、冷却介质选择和温度控制等方面的因素。
只有在合理考虑这些因素的基础上，才能设计出高效、可靠的煤油冷却器，提高设备的使用效率和寿命。
煤油冷却器的设计,化工原理课程设计
目录1设计任务书 (1)1.1设计题目 (1)1.2设计任务及操作条件 (1)1.3设计已知条件 (1)1.4设计内容 (2)2设计目的及要求 (3)2.1目的 (3)2.2要求 (3)3概述及简介 (5)4设计方案简介 (6)4.1试算并初选设备规格 (6)4.2计算管程、壳程压强降 (7)5工艺计算 (8)5.1流体走法确定 (8)5.2计算和初选换热器的规格 (8)5.3核算总传热系数 (10)5.4核算压强降 (13)6辅助设计 (17)6.1换热器主要尺寸的确定 (17)6.2法兰的确定及垫片的确定 (17)6.3支座的确定 (18)6.4筒体的确定 (19)6.6拉杆及定距管的确定 (19)6.7分程隔板的确定 (20)6.8管板尺寸的确定 (20)6.9折流板的确定 (20)6.10接管尺寸的确定 (20)6.11浮头主要尺寸的确定 (21)6.12滑板结构 (21)7计算结果汇总 (23)7.1计算结果 (23)7.1计算结果 (24)8评述 (26)9重要符号说明 (28)10参考文献 (30)1设计任务书1.1设计题目煤油冷却器的设计1.2设计任务及操作条件1、设计任务①处理能力（煤油流量） 6500 kg／h②设备型式列管式换热器2、操作条件①煤油入口温度145℃,出口温度35℃②冷却介质河水入口温度25℃,出口温度35℃③管程、壳程的压强降不大于20kPa④换热器的热损失忽略3、厂址齐齐哈尔地区1.3设计已知条件1、定性温度下两流体的物性参数（1）煤油定性温度t m=90℃ 密度ρh=825kg/m3；比热容C ph=2.22kJ/(kg.℃) 导热系数λh=0.140W/(m℃)粘度μh=0.000715Pa.s(2) 河水定性温度t m=30℃ 密度ρc=995.7kg/m3比热容C pc=4.174kJ/(kg.℃) 导热系数λc=0.6176W/(m℃) 粘度μc=0.0008007Pa.s2、管内外两侧污垢热阻分别是R si=6.9157×10-4(m2℃)/WR so=1.7085×10-4 (m2℃)/W3、管壁导热系数λw=48.85 W/(m℃)1.4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*总传热系数K暂取为200W/m2℃。
浅谈煤油冷却器的设计
浅谈煤油冷却器的设计煤油冷却器是一种常用的工业冷却设备，具有广泛的应用。
在很多工业领域中，高温状况下工作的机械装置需要承受很大的压力和热量，这时往往需要使用煤油冷却器来降低设备的温度，以确保正常的工作和使用寿命。
本文将从煤油冷却器的设计方面进行探讨。
1. 煤油冷却器的原理煤油冷却器的作用是通过煤油流动的方式来吸收设备放出的热量，从而将设备冷却下来。
该装置主要由外壳、管道和煤油等主要组成部分构成，其工作原理主要依靠煤油本身的流动性和煤油与管道之间的接触热传导，以达到冷却设备的目的。
2. 煤油冷却器的设计设计一个煤油冷却器需要考虑以下因素：（1）冷却装置的形式：煤油冷却器分为水冷式和风冷式，选择不同的冷却形式可以在不同的环境下达到更优秀的冷却效果。
（2）冷却面积的大小：煤油冷却器能够冷却的面积是有限的，需要根据设备的需求来确定其面积大小。
（3）流速的控制：煤油的流速对于冷却效果有很大的影响，在设计时需要考虑流速的大小以及如何控制流速。
（4）管径的选定：煤油冷却器中的管道是冷却的关键部分，管道的宽度和数量也会影响冷却效果。
因此在设计时需要仔细选择合适的管径和数量。
（5）换热介质的选择：在煤油冷却器设计中，换热介质的选择也是一个需要考虑的因素。
不同的介质可以对应不同的温度和流速要求，因此在选择介质的时候需要谨慎选择。
3. 煤油冷却器的优缺点煤油冷却器具有以下优点：（1）具有良好的冷却效果，可以将热源快速降温。
（2）煤油冷却器可靠性高，具有很长的使用寿命。
（3）煤油作为冷却介质稳定性高，不容易挥发，对于环境的污染也比较小。
但是，煤油冷却器也存在以下缺点：（1）煤油冷却器需要定期更换煤油，对于维护需要投入一定的成本和时间。
（2）对于一些特殊的环境条件，煤油冷却器可能无法满足其要求。
（3）煤油冷却器需要安全使用，存在一定的安全隐患。
4. 煤油冷却器的应用领域煤油冷却器广泛应用于各种领域，主要包括以下几个方面：（1）工业制造：在各种机械设备制造领域中大量应用，可以有效的增加设备的使用寿命和增强设备的工作效率。
煤油冷却器课程设计
煤油冷却器课程设计煤油冷却器课程设计简介煤油冷却器是一种能够将热能转化为机械能的装置，主要用于农业、交通运输、建筑等行业，起到降温、润滑、提高效率的作用。
本文将介绍煤油冷却器的课程设计，主要包括课程设计的目的、内容、教学方法和评估标准。
目的通过本次课程设计，学生将能够：1.了解煤油冷却器的结构和原理，掌握其工作原理和应用场景；2.完成一个小型煤油冷却器的制作，掌握实验操作技能；3.通过分析实验结果，加深对煤油冷却器原理的理解，提高解决实际问题的能力。
内容本次课程设计将分为以下四个部分：1.课程理论讲授首先，将介绍煤油冷却器的结构特点和工作原理，对于煤油冷却器的实际应用场景进行分析和解释。
其中包括：（1）冷却器的原理和种类（2）煤油冷却器的特点和设计原则（3）冷却器的使用和维护2.实验器材准备根据所需器材、器件以及材料进行规划购买，同时并准备实验前的各种开展实验所需的仪器，如多用表、温度计、热枪等，另外仪器准备后还须复核检查是否齐全、检验所准备的器材是否正常，确保器材完整，准备工作得当。
3.实验操作在实验讲解和演示的基础上，学生将根据所提供的样品进行实际操作，测定煤油冷却器的性能参数，调整气口数量或位置、重组插片、筛网等，从而达到最佳性能。
4.结果分析和评价在实验完成后，学生需要进行数据处理和分析，通过整理实验结果，并各自自然地描述各项数据的变化表现。
在综合分析之后，画出实验数据的数据曲线，比较实验结果，识别出具体差异。
教学方法本次课程设计采用以下教学方法：1.小组合作学习会将学生分为小组，每个小组将负责实验器材的准备、实验操作、数据收集和结果分析。
此方法将鼓励学生积极参与和合作，促进团队互助合作。
2.实验操作演示老师将根据规定的操作演示其理当的操作步骤，帮助学生更快速地学习理论和品味实践。
同时还需对关键操作环节进行一些具体分析和口头指导。
3.互动讨论在学生完成了实验操作之后，将进行整个实验过程的讨论，对实际操作和数据误差进行分析和讨论。
煤油冷却器的设计_化工原理换热器设计说明书
《化工原理》课程设计说明书题目：煤油冷却器的设计学院：化工学院专业：化学工程与工艺姓名：学号：指导老师：同组人员完成时间：目录1.前言 32.设计题目（任务书） 53.流程示意图 54.流程和方案的说明和论证75.设计结果概要（主要设备尺寸、各种物料量和状态、能耗指标、设计时规定的主要操作参数以及附属设备的规格、型号及数量）86.设计计算与说明97.对设计的评述与体会心得288.参考文献目录30一. 前言换热器简单说是具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。
在工业生产过程中，进行着各种不同的热交换过程，其主要作用是使热量由温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺的指标，以满足生产过程的需要。
此外，换热设备也是回收余热，废热，特别是低品位热能的有效装置。
根据管壳式换热器的结构特点，常将其分为固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式、滑动管板式、双管式等。
本次课程设计设计的是固定管板式换热器。
固定管板式换热器，管束连接在管板上，管板与壳体焊接。
其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏或堵塞时易于更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力。
这种换热器适用于壳测介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳测压力不高的场合管壳式换热器结构：管壳式换热器的主要零部件有壳体、接管、封头、管板、换热管、折流板元件等，对于温差较大的固定管板式换热器，还应包括膨胀节。
管壳式换热器的结构应该保证冷、热两种流体分走管程和壳程，同时还要承受一定温度和压力的能力(1)管板：管板是换热器的重要元件，主要是用来连接换热器，同时将管程和壳程分隔，避免冷热流体相混合。
当介质无腐蚀或有轻微腐蚀时，一般采用碳素钢、低合金钢板或其锻件制造。
(2)管子与管板的连接：管子与管板的连接必须牢固，不泄漏。
既要满足其密封性能，又要有足够的抗拉强度。
化工原理课程设计_l煤油冷却器
化工原理课程设计_l煤油冷却器本设计中所用字母和符号说明：英文字母气化潜热，kJ/kg; B—折流板间距，m; R—热阻，2;m C/w C—系数，无量纲；因数；d—管径，m; Re—雷诺准数；D—换热器外壳内径，m; S—传热面积，2m；f—摩擦系数；t—冷流体温度，℃；F—系数；管心距，m；h—圆缺高度，m；T—热流体温度，℃；K—总传热系数，2；μ—流速，m/s；W/(m C)L—管长，m; W—质量流量，kg/s。
m—程数；希腊字母n—指数；α—对流传热系数，2；W/(m C)管数；?—有限差值；程数；λ—导热系数，W/(m C)；N—管数；μ—黏度，Pa s?；程数；ρ—密度，kg/3m;N—折流板数；φ—校正系数。
BN—努塞尔特准数；下标μP—压力，Pa； c—冷流体；因数； h—热流体；Pr—普兰特准数； i—管内；m；m—平均；q—热通量，W/2Q—传热速率，W；o—管外；r—半径，m；s—污垢。
一、设计任务及操作条件 (3)1.1 处理能力 (3)1.2 设备型号 (3)1.3 操作条件 (3)1.4 建厂地址 (3)二、设计计算 (3)2.1确定设计方案 (3)2.1.1选择换热器的类型 (3)2.1.2 流动空间及流速的确定 (4) 2.2 确定物性数据 (4)2.3 计算总传热系数 (5)2.3.1 热流量 (5)2.3.2 平均传热温差 (5)2.3.3 冷却水用量 (5)2.3.4 假设总传热系数 (5)2.4 计算传热面积 (5)2.5 工艺结构尺寸 (5)2.5.1 管径和管内流速 (5)2.5.2 管程数和传热管数 (5)2.5.3 平均传热温度校正及壳程数 (6) 2.5.4 传热管排列和分程方法 (6) 2.5.5 壳体内径 (7)2.5.6折流板 (7)2.5.7 接管 (7)2.6 换热器核算 (7)2.6.1换热器核算 (7)2.6.2 换热器内的流动阻力 (9)三、换热器主要结构尺寸和计算结果 (10)四、参考文献 (13)五、自我评价 (14)煤油冷却器的设计一、设计任务及操作条件1.1 处理能力:19.80×410t/a煤油1.2 设备型号:列管式换热器 1.3 操作条件：①煤油：入口温度140℃，出口温度40℃②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃ ③允许压降：不大于510Pa ④煤油定性温度下的物性常数20 = 825Kg/m ρ -4 = 7.1510 Pa s μ0?? 0= 2.22KJ/(Kg p c ·℃)0= 0.14W/(m λ·℃)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。
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摘要本文对煤油冷却器进行了设计，主要包括传热设计、换热器的结构和强度设计。
传热设计主要是根据给定的工艺设计条件初选换热器类型为固定管板式换热器，估算换热面积；校核传热系数，并计算出实际的换热面积，经验证传热面积符合设计要求；管程及壳程的压力降经计算满足工艺要求。
换热器的结构设计主要包括换热器内各零部件（如接管、折流板、定距管、管箱、鞍座、膨胀节等）的设计。
强度设计包括对封头和筒体壁厚进行设计计算；对开孔处进行开孔补强计算并确定补强圈的尺寸；对管板和膨胀节进行壁厚设计和应力校核，结论表明各承压元件处的强度设计均满足强度要求。
关键词：固定管板式换热器；传热；强度AbstractThe design manual is about the kerosene cooler, which include the heat transfer calculation of heat exchanger, the structure and the strength calibration of heat exchanger.The heat transfer calculation process is based on the given design conditions to choose the fixed tubesheet heat exchanger, and then, estimate the heat-transfer area. Meanwhile the process above still include checking heat transfer coefficient and the calculation of the actual heat transfer area ,which can meet the designrequirement .The pressure drop is calculated and meet the technical requirement . The design of the structure is just depending on the selected type of heat exchanger to design the heat exchanger’s components and parts , such as vesting ,baffled plates, the spacer pipe , tube boxes, saddles and the expansion joint. The strength calibration includes the thickness calculation of shell cover and the shell. Based on the opening reinforcement calculation, reinforcement pad can be determined. The thickness of tube sheet and the expansion joint is calculated, and then the stress is checked. The results show that the pressure-bearing components can meet the intensity requirements.Key word: Shell-Tube heat exchanger; heat transfer; strength.目录1 绪论 (5)1.1 换热器的应用 (5)1.2 换热器的主要分类 (5)1.3 换热器的优化设计 (8)1.4 设计课题的意义 (10)1.5 课题主要研究内容 (10)2 传热设计 (11)2.1试算并初选换热器规格 (11)2.2核算总传热面积 (13)2.3计算压强降 (16)3 结构设计 (18)3.1筒体和封头设计 (18)3.2 管板与换热管 (18)3.3 壳体与管板、管板与换热管的连接 (19)3.4膨胀节、折流板以及其他结构设计 (21)4 强度设计 (23)4.1 筒体和封头、法兰及开孔补强计算 (23)4.2 管板强度设计 (27)4.3膨胀节计算 (52)5 结论 (55)参考文献 (56)致谢 (57)附录 (58)1. 绪论过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是在化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必需的关键设备，而换热设备则是广泛使用的一种通用的过程设备。
在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%～20%；在炼油厂，约占总投资的35%～40%。
1.1 换热器的应用在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，是流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。
此外，换热器也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。
例如，高炉炉气（约1500℃）的余热，通过余热锅炉可生产压力蒸汽，作为供汽、供热等的辅助能源，从而提高热能的总利用率，降低燃料消耗，提高工业生产经济效益。
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断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继面世。
1.2 换热器的主要分类在工业生产中，由于用途、工作条件和物料特性的不同，出现了不同形式和结构的换热器。
1.2.1 换热器的分类及特点按照传热方式的不同，换热器可分为三类：(1)直接接触式换热器又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。
这类换热器的结构简单、价格便宜，常做成塔状，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
(2)蓄热式换热器在这类换热器中，热量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。
首先让热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后再让冷流体通过，把热量带走。
由于两种流体交变转换输入，因此不可避免地存在着一小部分流体相互混合的现象，造成流体的“污染”。
蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜，单位体积传热面比较大，故较适合用于气--气热交换的场合。
(3)间壁式换热器这是工业中最为广泛使用的一类换热器。
冷、热流体被一固体壁面隔开，通过壁面进行传热。
按照传热面的形状与结构特点它又可分为：a.管式换热器：如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等；b.板面式换热器：如板式、螺旋板式、板壳式等；c.扩展表面式换热器：如板翅式、管翅式、强化的传热管等。
1.2.2 管壳式换热器的分类及特点管壳式换热器是目前用得最为广泛的一种换热器，主要是由壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，内部放置了由许多管子组成的管束，管子的两端固定在管板上，管子的轴线与壳体的轴线平行。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
为了增加壳程流体的速度以改善传热，在壳体内安装了折流板。
折流板可以提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次就称为一个壳程。
为提高管内流体速度，可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分为若干组。
这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程；同样。
为提高管外流速，也可以在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。
多管程与多壳程可以配合使用。
这种换热器的结构不算复杂，造价不高，可选用多种结构材料，管内清洗方便，适应性强，处理量较大，高温高压条件下也能应用，但传热效率、结构的紧凑性、单位传热面的金属消耗量等方面尚有待改善。
由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。
如果两流体温度相差较大，换热器内将产生很大的热应力，导致管子弯曲、断裂或从管板上拉脱。
因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。
根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可以分为以下几种主要类型：（1)固定管板式换热器：换热器的管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体相连。
与其它型式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体直径相同时，可安排更多的管子，也便于分程，同时制造成本较低。
由于不存在弯管部分，管内不易积聚污垢，即使产生污垢也便于清洗。
如果管子发生泄漏或损坏，也便于进行堵管或换管，但无法在管子的外表面进行机械清洗，且难以检查，不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质。
主要的缺点是当壳体与管子的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，在壳体与管中将产生较大的温差应力，因此为了减少温差应力，通常需在壳体上设置膨胀节，利用膨胀节在外力作用下产生较大变形的能力来降低管束与壳体中的温差应力。
（2)浮头式换热器：管子一端固定在一块固定管板上，管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间，用螺栓连接；管子另一端固定在浮头管板上，浮头管板夹持在用螺柱连接的浮头盖与钩圈之间，形成可在壳体内自由移动的浮头，故当管束与壳体受热伸长时，两者互不牵制，因而不会产生温差应力。
浮头部分是由浮头管板，钩圈与浮头端盖组成的可拆联接，因此可以容易抽出管束，故管内管外都能进行清洗，也便于检修。
由上述特点可知，浮头式换热器多用于温度波动和温差大的场合，尽管与固定管板式换热器相比其结构更复杂、造价更高。
（3)U型管式换热器：一束管子被弯制成不同曲率半径的U型管，其两端固定在同一块管板上，组成管束，从而省去了一块管板与一个管箱。
因为管束与壳体是分离的，在受热膨胀时，彼此间不受约束，故消除了温差应力。
其结构简单，造价便宜，管束可以在壳体中抽出，管外清洗方便，但管内清洗困难，故最好让不易结垢的物料从管内通过。
由于弯管的外侧管壁较薄以及管束的中央部分存在较大的空隙，故U型管换热器具有承压能力差、传热能力不佳的缺点。
（4)双重管式换热器：将一组管子插入另一组相应的管子中而构成的换热器。
管程流体（B 流体）从管箱进口管流入，通过内插管到达外套管的底部，然后返回，通过内插管和外套管之间的环形空间，最后从管箱出口管流出。
其特点是内插管与外套管之间没有约束，可自由伸缩。
因此，它适用于温差很大的两流体换热，但管程流体的阻力较大，设备造价较高。
（5)填料函式换热器：管束一端与壳体之间用填料密封，管束的另一端管板与浮头式换热器同样夹持在管箱法兰和壳体法兰之间，用螺栓连接。
拆下管箱、填料压盖等有关零件后，可将管束抽出壳体外，便于清洗管间。
管束可自由伸缩，具有与浮头式换热器相同的优点。
由于减少了壳体大盖，它的结构较浮头式换热器简单，造价也较低，但填料处容易泄漏，工作压力与温度受一定限制，直径也不宜过大。