课程设计报告,列管式换热器设计

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列管式换热器-课程设计

换热器是一种重要的化工设备。随着其应用的不断扩大，对换热器的性能要求也越来越高。以管式换热器为例，管式换热器具有结构简单、布置便利、运行可靠、热传递效率高、体积小、投资低等优点，在化工领域及各种壳管式再生塔、热交换器、海水－蒸汽换热器等热量转换系统中应用广泛。

本次课程设计的主题为管式换热器,围绕管式换热器的原理、性能与结构特性、设计过程、工艺流程展开设计与分析，具体的实习任务包括：

1. 熟悉管式换热器的基本原理、结构形式及性能特点；

2.学习管式换热器的性能计算方法，包括热量传递系数计算和散热量、传热量、温度梯度计算；

3.访问管式换热器制造厂，了解其生产工艺，深入了解管式换热器的结构、组成；

4.使用半求解数值模拟软件，进行现有管式换热器的模拟计算，提高热量传递性能；

5.按照管式换热器的设计原则、计算手段，进行管式换热器系列设计，并进行实验验证；

6.基于工作介质特性及换热器特点，进行管式换热器优化设计；

7.编制课程设计报告，完成本次课程设计任务。

课程设计任务的实施，将要求设计者在前期研究及样本实验的基础上，熟练掌握管式换热器的传热特性并能够根据不同的实验数据正确分析特性曲线，对比实验做适当的变化和选择，给出精确的设计值，从而客观地反映出不同材料的热传递特性差异;在实验室中勤奋地实践和调整，进一步加深对管式换热器热传递特性及设计方法的认识，提高使用者对新工艺材料和新设备的分析能力及设计能力。

化工原理课程设计——列管式换热器的设计

XX大学

XX学院

化工原理

课程设计

班级

姓名

学号

指导教师 ____

二零一X年X月X日

化工原理课程设计任务书

皖西学院生物与制药工程学院

课程设计说明书

题目：水冷却煤油列管式换热器的设计课程：化工原理

系（部）：

专业：

班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

完成日期：

课程设计说明书目录

第一章设计资料

一、设计简介 (5)

二、设计任务、参数和质量标准 (7)

第二章工艺设计与说明

一、工艺流程图 (8)

二、工艺说明 (8)

第三章物料衡算、能量衡算与设备选型

一、物料衡算 (9)

二、能量衡算 (11)

三、主要设备选型 (13)

第四章结论与分析

结论与分析 (15)

第五章设计总结

设计总结 (17)

参考文献 (17)

第一章设计资料

一、设计简介

换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产应用更为广泛。在化工厂中换热器可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。

根据操作条件设计出符合条件的换热器，设计方案的确定包括换热器形式的选择，加热剂或冷却剂的选择，流体流入换热器的空间以及流体速度的选择。

本课程设计是根据任务给出的操作目的及条件、任务，合理设计适当的换热器类型，以满足生产要求。

1、固定板式换热器（代号G）

设备型号内容有：壳体公称直径（mm），管程数，公称压力(×9.81×104 Pa)，公称换热面积（m2），如G800I-6-100型换热器，G表示固定板式列管换热器，壳体公称直径为800mm，管程数为1，公称压力为6×9.81×104 Pa，换热面积为100m2

化工原理课程设计列管式换热器

设计要求：设计一个列管式换热器，实现两种不同温度的流体之间的热量传递。设计要求如下：

1. 列管式换热器采用直管式结构，热传导介质为水和油；

2. 设计流量分别为水流量 Q1 = 500 L/h，油流量 Q2 = 300 L/h；

3. 设计温度分别为水的进口温度 T1i = 80℃，油的进口温度

T2i = 120℃；

4. 确定水的出口温度 T1o 和油的出口温度 T2o；

5. 选择合适的换热器材料，确保换热效果良好；

6. 根据设计参数计算所需的换热面积 A 和换热效率η。

设计方案：

1. 确定管径和管长：首先根据水和油的流量和温度差，计算所需的换热面积。然后确定换热器的尺寸，其中包括管径和管长。

2. 选择换热器材料：根据换热介质的性质和工作条件，选择合适的换热器材料，例如不锈钢。

3. 计算出口温度：根据热平衡原理，计算水和油的出口温度。假设换热器满足热平衡条件，即水的热量损失等于油的热量增加。

4. 计算换热面积：根据换热器的尺寸和热传导方程，计算所需的换热面积。

5. 计算换热效率：根据热平衡原理和换热器的热传导性能，计算换热效率。

实施步骤：

1. 根据设计流量和温度差，计算所需的换热面积。假设水和油的传热系数均为常数，可以使用换热传导方程进行计算。

2. 根据所需的换热面积和理论计算值，选择合适的换热器尺寸。

3. 根据所选换热器材料，计算换热器的尺寸和管径。假设管壁温度近似等于流体温度。

4. 根据热平衡原理，计算出口温度。假设热平衡条件满足，即水的热量损失等于油的热量增加。

化工原理课程设计---列管式换热器的设计

化工原理课程设计---列管式换热器的设

计

列管式换热器是一种常用的换热器类型，其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。该换热器由多个平行排列的管子组成，热流体和冷流体分别流过管内外，通过管壁传递热量，实现热量交换。根据不同的流体流动方式，列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。其中，横向流式换热器传热效率更高，但结构较为复杂，维修难度较大，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。

浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接，只有一个浮头，管束和浮头相连。浮头可以在壳体内自由移动，以适应管子和壳体的热膨胀。这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。但是，由于管束和浮头的连接是松散的，因此需要注意防止泄漏。

U型管式换热器：

U型管式换热器的管子呈U形，两端分别焊接在管板上，形成一个U型管束。壳体内的流体从一端进入，从另一端流

出，管内的流体也是如此。这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况，因为管子可以很容易地更换。

多管程换热器：

多管程换热器是将管束分成多个组，每组管子单独连接到管板上，形成多个管程。这种结构可以提高传热效率，但也会增加流体阻力。因此，需要根据具体情况来选择多管程的数量。

总之，列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。不同的结构适用于不同的工艺条件，需要根据具体情况来选择合适的换热器。在使用过程中，需要注意保养和维护，及时清洗和更换损坏的部件，以保证换热器的正常运行。

换热器的一块管板与外壳用法兰连接，另一块管板不与外壳连接，这种结构称为浮头式换热器。浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗，管束的膨胀不受壳体约束，因此在两种介质温差大的情况下，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。但其缺点是结构复杂，造价高。

化工原理课程设计列管式换热器

可用的场合 : 1)管程走清洁流体 ; 2)管程压力特别高 ;
3)管壳程金属温差很大, 固定管板换热器连设置膨胀节都无法满足要求的场合.
第9页，共79页。
2、流动空间的选择
第10页，共79页。
3、流速的确定
第1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ页，共79页。
4、流动方式的选择
除逆流和并流之外，在列管式换热器中冷、热流体还可以作各种多管程多壳程的复杂流动。当流量一定时，管程或壳程越多，表面传热系数越大，对传热过程越有利。但是，采用多管程或多壳程必导致流体阻力损失，即输送流体的动力费用增加。因此，在决定换热器的程数时，需权衡传热和流体输送两方面的损失。
第33页，共79页。
污垢热阻Rd 的大致范围
第34页，共79页。
污垢热阻Rd
第35页，共79页。
i i 流体流动阻力(压强降)的计算
换热器管程及壳程的流动阻力，常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时，则应修改设计参数或重新选择其他规格大换热器。
按一般经验，对于液体常控制在104 ～105Pa范围内，对于气体则以 103 ～104Pa为宜。此外，也可依据操作压力不同而有所差别，参考下表
浮头式有100mm ， 150mm ，200mm，250mm ，300mm ，350mm ，450mm （或480mm）， 600mm八种。

列管式换热器课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 学生能理解并掌握列管式换热器的工作原理及其在工业中的应用。

2. 学生能够描述列管式换热器的结构特点，并解释其设计参数对换热效率的影响。

3. 学生能够运用基本的物理和数学原理分析换热器内的热量传递过程。

技能目标：

1. 学生能够运用所学知识，设计简单的列管式换热器，并进行基本的性能分析。

2. 学生能够通过计算软件或手动计算，完成换热器换热面积的计算。

3. 学生能够运用图表和数据分析方法，评价不同设计参数对换热性能的影响。情感态度价值观目标：

1. 培养学生对能源转换和利用中换热技术的兴趣，激发其探索热能工程领域的热情。

2. 通过团队合作完成换热器的设计，增强学生的团队合作意识和解决问题的能力。

3. 增进学生对工业节能和环境保护意识，培养其负责任的工程伦理观。

本课程针对高年级工程技术类专业的学生，结合学科特点，课程性质偏重于应用实践。学生应具备一定的物理、数学基础及工程制图能力。教学要求注重理论联系实际，通过课程学习，使学生不仅掌握换热器的基础知识，还能通过实

际操作提高解决实际工程问题的能力，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容

1. 列管式换热器基础理论

- 换热器概述：定义、分类及在工业中的应用。

- 工作原理：热量传递的基本方式，流体流动与传热的关系。

2. 列管式换热器结构及设计参数

- 结构特点：管壳式换热器的构造，管程与壳程的设计。

- 设计参数：影响换热性能的主要参数，包括换热面积、流体流速、温差等。

3. 换热器内的热量传递计算

化工原理课程设计列管式换热器工艺设计

化工原理课程设计：列管式换热器工艺设计

1. 引言

在化工过程中，热交换是一项重要的操作。列管式换热器是常见的热交换设备之一，在化工工艺中有着广泛的应用。本文将以化工原理课程设计为背景，对列管式换热器的工艺设计进行详细讨论和分析。

2. 设计目标

列管式换热器的设计目标是实现有效的传热过程，使得冷却流体的出口温度降低并满足热平衡条件。此外，还需要满足以下几个设计要求：

•最小化换热器的尺寸和重量，以节省成本和空间。

•考虑流体的可行性和相容性，以确保操作的安全性和可靠性。

•最大化传热系数，以提高换热效率。

•考虑清洗和维护的便利性，以确保长时间的可靠运行。

3. 工艺设计步骤

3.1 确定传热需求

在进行列管式换热器的工艺设计之前，首先需要明确传热

需求。这可以通过计算冷却流体和被冷却流体之间的热负荷来确定。热负荷的计算可以采用热平衡方程式，考虑传热系数、热容和温度差等参数。

3.2 确定流体性质

在设计换热器之前，需要明确被冷却流体和冷却流体的性质，特别是温度、密度、粘度和热导率等参数。

3.3 确定设计参数

根据要求的热负荷和流体性质，可以确定一些设计参数，

如换热器的传热面积、壳程和管程流体的流速、壳程内径等。这些参数对于进一步的设计和选型非常关键。

3.4 确定热交换区域布局

在确定了设计参数之后，可以进行热交换区域的布局设计。通常情况下，列管式换热器采用多个管束，并将它们放置在壳

体内。热交换区域布局的设计需要考虑传热效率和流体的流动特性。

3.5 进行换热器选型

在完成热交换区域布局设计之后，可以根据设计参数进行换热器选型。换热器的选型可以考虑传热系数、压降、材料和成本等方面。

列管式换热器课程设计报告书

设计报告书：列管式换热器

引言：

设计报告书旨在对列管式换热器进行综合性的设计分析，详细讨论设计过程及结果。本文档包括换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论以及结论等主要内容。

一、设计背景：

二、设计目标：

本次设计的目标是设计一台列管式换热器，用于将一种流体的温度从80℃升高到120℃，另一种流体的温度从150℃降至100℃。设计要求包括：换热器的热功率、设计压力、流体入口温度和出口温度、换热面积等参数。

三、设计计算：

1.确定热负荷和流体流量：根据流体的温度变化和流量要求，确定热负荷和流体流量。并结合换热器的传热特性，计算出换热面积。

2.选择换热器类型和材料：根据设计要求，选择适合的列管式换热器类型和材料，考虑到流体性质、压力和温度等因素。

3.计算传热过程中的压降：根据流体性质和流体流量，计算流体在换热器中的压降。

4.确定换热器的尺寸：根据计算得到的换热面积和流体流量，确定换热器的尺寸和结构。

四、设计结果及讨论：

根据实际情况及设计计算，确定了列管式换热器的参数和结构。设计

结果展示了换热器的尺寸、换热面积、流量参数等，并进行了相关讨论。

同时，设计结果还包括选择的换热器材料、设计压力和温度等。

五、结论：

本次设计报告书综合分析了列管式换热器的设计过程及结果。根据设

计目标和计算得出的结果，可得出以下结论：

1.设计的列管式换热器满足了设计要求，能够实现流体的热交换。

2.使用合适的材料和尺寸，可以优化换热器的性能和效率。

3.设计过程中需要考虑流体的性质、温度、压力和流量等因素，以确

列管式换热器设计

化工原理课程设计说明书列管式换热器设计

学生姓名：

专业：过程装备与控制工程

学号：

指导教师：

学院：机电工程学院

二〇一四年六月

题目：列管式换热器课程设计

1．设计任务和设计条件

某生产过程的流程如图3-20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，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。已知混合气体的流量为223600kg 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℃，出口的温度为39℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。

2.完成内容：

说明书一份、工艺设计条件图A1图一张。说明书包括：封面、任务书、目录设计方案、工艺计算、参考文献。

一．绪

论………………………………………………………………………………......- 8 -

1.换热器的分

类……………………………………………

……………………………- 8 -

2.间壁式换热器的分类及详细介

绍……………………………………………

………- 8 -

3.列管式换热器选用计算中有关问

题……………………………………………

……- 9 -

（1）.流体流经管程或壳程的选择原

则………………………………………

…- 9 -

（2）.流体流速的选

择………………………………………

……………………- 9 -

（3）.换热管规格和排列方

式………………………………………

……………- 9 -

（4）.折流挡

板………………………………………

……………………………- 10 -

4.浮头式换热器的结构和优缺点………………………………………………………- 10 -

列管式换热器-(化工原理课程设计)

化工原理课程设计

题目：列管式换热器设计

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

2015 年-2016 年学年第1 学期

设计任务书 (3)

前言 (4)

一．工艺说明及流程示意图 (5)

1. 工艺流程 (5)

1.1酒精的工艺流程 (5)

1.2 冷却流程图 (5)

1.2.1白酒加工工艺流程 (5)

1.2.2 冷却流程 (5)

2. 工艺说明 (6)

2.1 流体流入空间的选择 (6)

2.2 出口温度的确定(含算法程序) (6)

2.3 流速的选择 (7)

2.4 计算平均温差 (8)

二．流程及方案的论证与确定 (8)

1. 设计方案的论证 (8)

2. 确定设计方案及流程 (8)

2.1 选择物料 (8)

2.2 确定两流体的进出口温度 (9)

2.3 确定流程 (9)

2.4 换热器类型的选择 (9)

三．设计计算及说明 (9)

1. 流体物性的确定 (9)

1.1 水的物性 (9)

1.2无水乙醇的物性 (9)

2. 初步确定换热器的类型和尺寸 (9)

2.1计算两流体的平均温度差 (9)

2.2计算热负荷和冷却水流量 (10)

2.3 传热面积 (10)

2.4 选择管子尺寸 (11)

2.5 计算管子数和管长,对管子进行排列,确定壳体直径 (11)

2.6 根据管长和壳体直径的比值,确定管程数 (12)

3. 核算压强降 (12)

3.1 管程压强降 (12)

3.2 壳程压强降 (12)

4. 核算总传热面积 (14)

4.1 管程对流传热系数α0 (14)

4.2 壳程对流传热系数αi (14)

4.3 污垢热阻 (15)

4.4 总传热系数K’ (15)

化工原理课程设计列管式换热器

化工原理课程设计是化学工程学科的重要环节，其设计的目的是让学生在理论基础知识的基础上，能够熟练掌握工业化学反应装置和过程的设计方法，并能灵活运用各种装置和工艺条件来实现设备的最优化。其中列管式换热器是常用于化工生产过程中的一种重要装置，本文将对其进行详细介绍。

一、列管式换热器的结构与原理

列管式换热器是通过管壳型构造，由许多纵向的管子构成，管子两侧通过流体工质进行换热。其主要结构包括壳体、管板、管束、进出口法兰等部分。换热原理是将热量从高温的流体传给低温的流体，实现两种流体之间的热量交换。

二、列管式换热器的特点和应用

列管式换热器具有结构简单、换热效率高、应用范围广、容易清洗维修等特点。其在化工生产中广泛应用于热回收、冷却、加热等方面，如在石油、化工、冶金、食品、制药、造纸等行业的反应过程中都有重要的应用。

三、列管式换热器的设计方法

在设计列管式换热器时，主要需考虑的参数有流体介质、流量、温度、压力等等，其中最核心的是确定热量传递系数与压降。常用的设计方法有总热传系数法、等效径法、NTU法等。其中总热传系数法是最常用的方法，其计算的公式为：

1/U = 1/hi + Δx/k + Δy/ho

其中U为总热传系数，hi、ho分别为热传分界面内的内、外热传系数，k为扩散系数（介质传热系数），Δx、Δy为介质的平均厚度与壁层厚度。在设计时应根据具体情况选用合适的计算方法。

四、列管式换热器的操作和维护

在使用列管式换热器时，应注意清洗维护工作。由于该装置的结构特殊，应定期进行化学清洗，以避免沉积物和腐蚀物堵塞换热器内壁。同时还应注意防止介质的过于浓缩，以免产生结晶、沉积、腐蚀等情况。

列管式换热器课程设计报告

（封面）

XXXXXXX学院

列管式换热器课程设计报告

题目：

院（系）：

专业班级：

学生姓名：

指导老师：

时间：年月日

列管式换热器课程设计报告

1.任务书 (3)

2.工艺生产流程线 (5)

2.流程及方案的说明和论证 (6)

3.换热器的设计计算及说明 (6)

4.主要符号表 (7)

5.物性数据表 (9)

6.设计核算 (12)

7.主要结构和计算结果表 (18)

8.设计评价及讨论 (20)

9.参考文献 (21)

附图：主体设备结构图和花版设计图

一．任务书

一. 设计题目：

列管式冷却器设计

二. 设计任务：

将自选物料用河水冷却或自选热源加热至生产工艺所要求

的温度

三. 设计条件：

1.处理能力：G=学生学号最后两位×300 t物料/d

2.冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度

为20~350C；加热器用热水或水蒸气为热源，条件自选；

3.允许压降：不大于105Pa；

4.传热面积安全系数5～15％

5.每年按330天计，每天24小时连续运行。

四. 设计要求：

1.对确定的设计方案进行简要论述；

2.物料衡算、热量衡算；

3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸；

4.计算阻力；

5.选择合宜的列管换热器并运行核算；

6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构（3号或4号图纸）、花板布置图（3号图纸）；

7.编写设计说明书（包括：①.封面；②.目录；③.设计题目；④.流程示意图；⑤.流程及方案的说明和论证；⑥设计计算

及说明；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。）

五. 设计进度安排：

二周内完成（按10个工作日计算）

列管式换热器-课程设计

一、概述

列管式换热器是一种将多个平行管道嵌入到圆柱形壳体中、同时将流体分别流过内、外两侧实现热量传递的设备。本次课程设计将要探讨的是该设备的设计过程。

二、设计过程

1. 确定设计参数

设计前需要先确定所需的设计参数，如换热器的设计热负荷、流量、压力等，这些参数将决定换热器的尺寸和布局，为后续设计提供基础。

2. 换热器类型选择

根据设计参数、使用场景、材料成本等因素选择适合的换热器类型，如单相流、双相流、冷凝器、蒸发器等。

3. 确定材料和尺寸

选择适合的材料和尺寸以满足设计参数，同时考虑生产和运输的成本和实际情况。

4. 确定管束参数

确定管束长度、管束密度、管道直径和布局等参数，保证管束的压力和流速符合设计要求，并达到最佳热传导效果。

5. 热传导计算

进行热传导计算，以确定管束长度和直径，根据流动状态和温度场计算出换热系数、平均温差和热效率等参数。

6. 设计壳体结构

设计壳体的结构和尺寸，确定支撑方式和绝热方式，同时考虑安全和易于维护的因素。

7. 流体力学分析

进行流体力学分析，确定流体在管道中的流动状态，以保证衬里的材料和厚度设计得足够坚固，以避免漏泄和磨损。

8. 设计精度分析

进行精度分析和优化，以确定设备的运行效率和稳定性，并满足设计和生产的要求。

9. 制造和安装

根据设计图纸制造和安装换热器，并进行预试运行和调试，最终达到设计要求。

三、总结

以上是列管式换热器的设计过程，该过程需要深入掌握流体力学、热传导学、结构力学等知识，同时也需要掌握计算机辅助设计软件的使用，以提高效率和质量。设计合理的列管式换热器能够提高生产效率，降低能耗，并为工业生产的可持续发展提供支持。

列管式换热器的设计

首先，列管式换热器的设计需要考虑所要处理的流体特性。这包括流

体的物性参数（如密度，粘度，热容量等）以及流体的腐蚀性和腐蚀程度。根据流体的特性，设计人员可以选择合适的材料来制造换热器，以确保其

能够承受流体的作用。

其次，设计人员需要考虑换热器的换热面积。换热面积是决定换热器

传热效率的重要因素。对于需要大量传热的应用，设计人员可以采用多个

并联的换热管束来增加换热面积。此外，通过增加流体的流速，也可以增

加换热面积。

第三，设计人员需要考虑流体的流动方式。列管式换热器有两种基本

的流动方式：并流和逆流。在并流方式下，热量从一个流体传递到另一个

流体，两种流体在整个换热过程中保持相同的流动方向。而在逆流方式下，两种流体在换热器中相向而流。逆流方式通常具有更高的换热效率，但并

流方式在一些情况下也可以获得更好的效果。

另外，设计人员还需要考虑换热器的结构设计。列管式换热器通常由

一个或多个垂直安装的管束和一个水平放置的壳体组成。设计人员需要确

定管束和壳体的尺寸和布局，以确保流体可以在换热器中流动，并且能够

实现足够的传热。

此外，列管式换热器的设计还需要考虑管束的支撑和固定，以及防止

管道堵塞和泄漏的措施。设计人员还需要考虑换热器的安全性，包括防止

爆炸和压力过高的措施。

最后，设计人员还需要考虑列管式换热器的清洁和维护。由于换热器内部易积聚污垢，因此需要定期清洗和维护以确保其正常运行。设计人员可以考虑在换热器内部设置清洗装置，以便进行清洗和维护。

综上所述，列管式换热器的设计需要综合考虑多个因素，包括流体特性、换热面积、流动方式、结构设计、安全性等。只有在考虑到这些因素的前提下，设计人员才能设计出高效、可靠且安全的列管式换热器。

列管式换热器课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 让学生掌握列管式换热器的基本结构和工作原理，理解换热过程中的热量传递机制。

2. 使学生了解列管式换热器的类型、特点及应用场景，能够区分不同类型的换热器。

3. 引导学生掌握换热器设计的基本原则和步骤，学会运用相关公式计算换热器的传热系数和换热面积。

技能目标：

1. 培养学生运用所学知识分析实际换热问题，具备解决换热器设计问题的能力。

2. 提高学生运用计算工具（如Excel、计算器等）进行换热器相关计算的速度和准确性。

3. 培养学生团队合作意识，提高沟通与协作能力，通过小组讨论、汇报等形式，共同完成换热器设计任务。

情感态度价值观目标：

1. 培养学生对换热器设计及工程应用的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 引导学生关注换热器在能源、环保等领域的重要性，培养节能环保意识和社会责任感。

3. 培养学生严谨、踏实的科学态度，养成认真负责的工作作风。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。课程注重理论与实践相结合，以实际工程案例为载体，引导学生通过自主学习、小组合作等方式，掌握换热器设计的基本知识和技能。在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励提问和讨论，以提高学生的思维能力和解决问题的能力。通过本课程的学习，使学生能够具备独立设计换热器的能力，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容

1. 列管式换热器的基本概念：介绍换热器的作用、分类及其在工业中的应用。教材章节：第二章换热器的基本概念与分类

2. 列管式换热器的工作原理：讲解列管式换热器中的热量传递过程，包括对流传热和导热。

列管式换热器设计实验报告

一、设计任务

二、概述与设计方案简介

2.1 概述

在工业生产中用于实现物料间热量传递的设备称为换热设备，即换热器。换热器是化工、

动力、食品及其他许多部门中广泛采用的一种通用设备。

换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3种形式，即间壁式、直接接触式、蓄热式。

间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。

直接接触式换热器又称混合式换热器。在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。

蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。其缺点是设备的体积庞大，且不能完全避免两种流体的混合。

工业上最常见的换热器是间壁式换热器。根据结构特点，间壁式换热器可以分为管壳式换热器和紧凑式换热器。

紧凑式换热器主要包括螺旋板式换热器、板式换热器等。

管壳式换热器包括了广泛使用的列管式换热器以及夹套式、套管式、蛇管式等类型的换热器。其中，列管式换热器被作为一种传统的标准换热设备，在许多工业部门被大量采用。列管式换热器的特点是结构牢固，能承受高温高压，换热表面清洗方便，制造工艺成熟，选材范围广泛，适应性强及处理能力大等。这使得它在各种换热设备的竞相发展中得以继续存在下来。

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