(完整版)化工原理课程设计---煤油冷却器的设计
《化工原理》课程设计--煤油冷却器的设计
《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、原始数据及操作条件1、处理能力8万吨/年2、设备形式列管式3、煤油T入= 140℃，T出= 40℃4、冷水T入= 25℃，T出= 40℃5、⊿P<=105Pa6、煤油ρ=825Kg/m3，η=7.15×10-4Pa.S C V=2.22K J/Kg.℃7、λ= 0.14W/（m.℃）8、每年按330天计，24小时/天连续进行。
三、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算，绘制设备条件图（1号）一份，编制一份设计说明书（打印稿），其主要内容包括：1、前言2、生产条件的确定3、换热器的设计计算4、设计结果列表5、设计结果的讨论与说明6、注明参考和使用的设计资料7、结束语《化工原理》课程设计说明书一、前言在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是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、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
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，不同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，并确定换热器大的机构尺寸。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史。
在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。
列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。
目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。
列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。
固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。
但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。
化工原理课程设计——煤油冷却器的设计.
湖南工业大学化工原理课程设计化工原理课程设计题目名称：煤油冷却器的设计学院（部）：包装与材料工程学院专业：应用化学学生姓名：班级：学号指导教师姓名：刘敏职称副教授最终评定成绩：2012年 06 月摘要换热器的应用贯彻化工生产过程的始终，换热器换热效果的好坏直接影响化工生产的质量和生产效益。
所以换热器是非常重要的化工生产设备,在化工领域中，它扮演着主力军的身份，它是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，在化工设备中占大约50%以上的比重。
既然换热器在化工生产中扮演如此重要的角色，那么如何设计出换热效果好，设备健全合理，三废排放量更低，能源利用率更高，经济效益高的换热器是我们从事化工行业工作人员刻不容缓的职责。
为了完成25000 kg/h煤油的生产任务，设计换热器的总体思路：在正常的生产过程中，利用塔底的釜残液作为加热介质在塔底冷却器中进行第一次预热，然后用少量的水蒸汽便可在预热器中使原料液达到预期的温度进入精馏塔中。
塔顶煤油蒸汽经过全凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体。
最后，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到40℃输送到储装罐中。
关键词：冷却器；再沸器；全凝器；对流传热系数；列管式换热器目录第一章前言 (1)第二章方案设计说明 (1)2.1 换热器的选型 (1)2.1.1 换热器的分类 (1)2.1.2 间壁式换热器 (1)2.1.3 管壳式换热器 (2)2.1.4 换热器的选型 (2)2.2 材质的选择 (2)2.3 换热器其他结构设计 (3)2.3.1 管程机构 (3)2.3.2 壳程结构 (3)2.3.3换热器材质的选择 (3)第三章列管式换热器的设计计算 (4)3.1 确定设计方案 (4)3.1.1 选择换热器类型 (4)3.3.2 流动空间及流苏确定 (4)3.2 确定物性参数 (4)3.3 计算总传热系数 (5)3.3.1 热流量 (5)3.3.2 平均传热温差 (5)3.3.3 冷却水用量 (5)3.3.4 总传热系数 (5)3.4 计算传热面积 (6)3.5 工艺结构尺寸 (6)3.5.1 管径和管内流速 (6)3.5.2 管程数和传热管数 (6)3.5.3 平均传热温差校正及壳程 (7)3.5.4 传热管排列和分程方法 (7)3.5.5 壳体内径 (7)3.6.6 折流板 (8)3.5.7 接管 (8)3.6 换热器核算 (8)3.6.1 热量核算 (8)3.6.2 换热器内流体的流动阻力 (10)第四章计算结果一览表 (12)结论 (13)参文文献 (14)附录1 油冷却器的设计任务书 (15)附录2 符号说明 (16)第1章前言化工原理课程设计，是将所学的化工原理理论知识联系实际生产的重要环节。
煤油冷却器的设计—化工原理课程设计
化工原理课程设计煤油冷却器的设计姓名：学号：学院：专业班级：指导教师：xx年xx月本设计的任务就是完成一满足生产要求的列管式换热器的设计和选型。
本设计的核心是计算换热器的传热面积，进而确定换热器的其他尺寸或选择换热器的型号。
由总传热速率方程可知，要计算换热面积，得确定总传热系数和平均温差。
由于总传热系数与换热器的类型、尺寸、流体流到等诸多因素有关，----而平均温差与两流体的流向、辅助物料终温的选择有关，因此管壳式换热器设计和选型需考虑许多问题。
通过多次核算和比较，设计结果如下：带膨胀节的固定管板式换热器，选用φ25Χ2.5的碳钢管，换热面积为131.4 m²，且为双管程单壳程结构，传热管排列采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
管数为300，管长为6m，管间距为32mm，折流板形式采用上下结构，其间距为150mm，切口高度为25%，壳体内径为700mm，该换热器可满足生产需求。
The task of this design is to complete a meet the production requirements of shell and tube heat exchanger design and type selection. The total heat transfer rate equation shows that to calculate heat transfer area, you must determine the total heat transfer coefficient and the mean temperature difference. Through the repeated calculation and comparison, design results are as follows. Fixed tube plate heat exchanger with expansion joint, Select phi2525 carbon steel pipe, heat transfer area of 131.4 square meters, And for the tube side shell side of the single structure, the pipe arrangement method, namely each way are sorted by regular triangle, diaphragm use square is arranged on both sides. Pipe number is 300, the length is 6 meters, tube spacing is 32 mm, baffle plate form adopts up and down structure, the spacing is 150 mm, incision height was 25%, the shell inside diameter is 700 mm, the heat exchanger can meet the production requirements.前言 (4)第1章文献综述 (5)1.1 换热器分类 (7)1.2 列管式换热器的类型 (8)1.3 列管式换热器的结构 (9)1.3.1 管程结构 (9)1.3.2 壳程结构 (10)第2章设计方案确定 (14)2.1设计任务及操作条件 (15)2.1.1 设计方案的确定 (17)2.2 设计步骤 (17)2.2.1 非系列标准换热器的一般步骤 (17)第3章设计计算 (18)3.1 确定设计方案 (18)3.2 确定物性数据 (18)3.3 计算总传热系数 (18)3.4 计算传热面积 (23)3.5 工艺结构和尺寸 (23)3.6 换热器核算 (25)第4章设计全部参数 (30)设计小结 (31)参考文献 (32)附表 (33)附录 (34)热交换器，简称换热器，是在不同温度的流体间，进行传递热能的装置。
化工原理课程设计说明书-煤油冷却器的设计
课程设计任务书一、摘要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。
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，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断提高，对换热器的要求也日益增强。
换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。
由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。
在生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。
衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动力。
二、关键字煤油换热器列管式换热器膨胀节固定管板式封头管板目录一、概述 (1)二、工艺流程草图及设计标准 (1)2.1工艺流程草图 (1)2.2设计标准 (2)三、换热器设计计算 (2)3.1确定设计方案 (2)3.1.1选择换热器的类型 (2)3.1.2流体溜径流速的选择 (2)3.2确定物性的参数 (3)3.3估算传热面积 (3)3.3.1热流量 (3)3.3.2平均传热温差 (3)3.3.3传热面积 (3)3.3.4冷却水用量 (4)3.4工艺结构尺寸 (4)3.4.1管径和管内流速 (4)3.4.2管程数和传热管数 (4)3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (4)3.4.4传热管排列和分程方法 (5)3.4.5壳体内径 (5)3.4.6折流板 (5)3.4.7接管 (5)3.5换热器核算 (6)3.5.1热流量核算 (6)3.5.1.1壳程表面传热系数 (6)3.5.1.2管内表面传热系数 (7)3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻 (7)3.5.1.4计算传热系数K C (7)3.5.1.5换热器的面积裕度 (8)3.5.2换热器内流体的流动阻力 (8)3.5.2.1管程流体阻力 (8)3.5.2.2壳程阻力 (8)四、设计结果设计一览表 (10)五、设计自我评价 (11)六、参考资料 (12)七、主要符号说明 (13)一、概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。
煤油冷却器的设计 化工原理课程设计
课程设计课程名称化工原理课程设计题目名称煤油冷却器的设计专业班级食品营养与检测学生姓名学号指导教师二O O年12 月31 日目录1．设计任务 ----------------- 12. 设计计算 ----------------- 2（1）确定设计方案 ---------------------- 2（2）确定物性系数-------------------------- 2（3）计算总传热系数 ------------------- 3 （4）计算传热面积--------------------------- 4（5）工艺结构尺寸--------------------------- 4（6）换热器核算 ------------------------ 53. 换热器主要结构尺寸和计算结果表1 9煤油冷却器的设计列管式换热器【设计任务】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）处理能力: M*103 t/Y（其中：Ｍ＝30+学号后两位）煤油（2）设备型式: 列管式换热器（3）操作条件①煤油：入口温度110℃，出口温度60℃。
②冷却介质：循环水，入口温度29℃，出口温度39℃。
③允许压降：不大于105 Pa。
④煤油定性温度下的物性数据：定压比热容＝3.297kJ/(kg.℃)导热系数＝0.0279 W/(m.0C)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。
（4）建厂地址蚌埠地区三、设计要求试设计一台适宜的列管式换热器完成该生产任务。
【设计计算】一、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口为温度110℃，出口温度60℃；冷流体（循环水）进口温度29℃，出口温度39℃。
该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
2.流动空间及流速的确定由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。
化工设计-煤油冷却器
化工设计说明书设计题目：煤油冷却器的设计专业班级：设计人：学号：指导老师：时间：前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。
通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
化工原理课程设计是化工原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。
其基本内容为：(1)设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
(2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算)：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
(3)辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
(4)工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点。
(5)主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
(6)设计说明书的编写。
设计说明书的内容应包括：设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。
整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且是上述这些行业的通用设备，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以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。
课程设计——煤油冷却器
化工原理课程设计题目煤油冷却器学院名称化学化工学院指导教师职称教授班级学号学生姓名2015年9月8日目录目录目录 (I)前言.............................................................. I I 概述 (1)第二章设计任务与条件 (2)第三章工艺设计 (3)3、1生产条件的确定 (3)3、2换热器的设计计算 (3)3、2、1确定设计方案 (3)3、2、2确定物性数据 (3)3、2、3计算总传热系数 (4)3、2、4计算传热面积 (5)3、2、5工艺结构尺寸 (5)3、2、6换热器核算 (7)第四章设计结果列表 (11)4、1换热器主要结构尺寸与计算结果 (11)4、2设计结果的讨论 (12)结束语 (12)参考文献 (13)符号说明 (13)附录 (14)前言煤油一般就是通过对石油进行分馏而制得,刚刚分馏得到的煤油温度会比较高,不利于保存与运输等,需要进行冷却。
在工业大生产过程中自然冷却远远达不到煤油冷却的时间要求,选用低温水进行冷却就是比较好的冷却方式。
设计性能优良的冷却器就十分的必要了,本文通过大量数据运算得到的理论冷却器比较接近现实生产要求,有待于进一步的实践证实与运用。
关键词:煤油;水;换热器概述在化工、石油、能源、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也就是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位与作用不同,换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器也各有优缺点,性能各异。
列管式换热器就是最典型的管壳式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
列管式换热器有以下几种:1、浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。
管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完佺消除了温差应力。
特点:结构复杂、造价高,便于清洗与检修,消除温差应力,应用普遍。
设计评述:1、在换热器选型的时候,考虑各种常用的换热器优缺点:⑴固定板式换热器:结构简单,在相同的壳体直径内,排管最多,比较紧凑,使壳侧清洗困难。
化工原理课程设计-煤油冷却器的设计
化工原理课程设计煤油冷却器的设计目录一.化工原理课程设计任务书 (3)二.概述 (4)换热器的发展和分类 (4)列管式换热器的分类 (5)设计背景以及设计要求 (8)三.换热器的设计论述以及计算 (11)四.确定设计方案 (20)4.1选择换热器的类型 (20)4.2 流程安排 (20)4.3确定物性数据 (20)试算并初步选择换热器的型号 (21)4.5 壳体内径 (22)4.6折流板 (23)4.7 接管 (13)五.换热器的核算 (13)六．机械设计 (26)七．设计结果 (46)八．参考文献 (47)九．后记 (48)一·化工原理课程设计任务书（一）设计题目：煤油冷却器的设计(3组：21- )（二）设计任务及操作条件1．处理能力：18万吨/年煤油2．设备形式：列管式换热器3．操作条件（1）煤油：入口温度100℃，出口温度35℃（2）冷却介质：自来水，入口温度25℃，出口温度40℃（3）允许压强降：不大于100kPa（4）煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.22kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) （5）每年按330天计，每天24小时连续运行（三）选择适宜的列管式换热器并进行核算3.1 传热计算3.2 管、壳程流体阻力计算3.3管板厚度计算3.4 U形膨胀节计算（浮头式换热器除外）3.5 管束振动3.6 管壳式换热器零部件结构（四）绘制换热器装配图（A2图纸）二．概述2·1换热器的发展和分类在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。
它是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，有称为热交换器。
换热器既可以是一种单独的设备，如加热器、冷却器和蒸汽器等；也可以使某个工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。
由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。
煤油冷却器课程设计
课程设计说明书题目煤油冷却器的设计系(部) 生环系专业(班级)姓名学号指导教师起止日期化工原理课程设计任务书系主任___________ 指导教师____________ 学生__ _____编号：2.2.7一、设计题目名称：煤油冷却器的设计 二、设计条件：1．煤油：入口温度：130℃，出口温度：50℃；2．冷却介质，循环水（P 为0.3MPa ，进口温度28℃，出口温度40℃） 3．允许压强降，不超过105Pa ；4．每年按300天计；每天24 h 连续运转。
5．处理能力65000吨/年； 6．设备型式：列管式换热器。
7．煤油定性温度下的物性数据:34c c p,c c 825kg /m ,7.1510Pa s, c 2.22kJ/kg C 0.14W /m C -==⨯⋅=⋅︒=⋅︒（），（）ρμλ三、设计内容1．热量衡算及初步估算换热面积； 2. 冷却器的选型及流动空间的选择； 3. 冷却器的校核计算； 4. 结构及附件设计计算；5．绘制带控制点的工艺流程图（A3）及冷却器的工艺条件图（A3）； 6．编写设计说明书。
四、厂址:长沙地区五、设计任务完成卧式列管冷却器的工艺设计并进行校核计算，对冷却器的有关附属设备的进行设计和选用，绘制换热器系统带控制点的工艺流程图及设备的工艺条件图，编写设计说明书。
六、设计时间安排三周：2012年5月28日-2012年6月16第一章长沙学院课程设计鉴定表目录第1章设计方案简介 (1)1.1 换热器概述 (1)1.2列管式换热器 (1)1.2.1 固定管板式 (1)1.2.3U形管式 (2)1.3设计方案的拟定 (3)1.4工艺流程简图（见附图） (3)第二章工艺计算和主体设备设计 (4)2.1 初选换热器类型 (4)2.2 管程安排及流速确定 (4)2.3确定物性数据 (5)2.4计算总传热系数 (5)第三章工艺结构设计 (9)3.1.管径和管内流速 (9)3.2.管程数和传热管数 (9)3.3.平均传热温差校正及壳程数 (9)第四章换热器核算 (14)第五章辅助设备的计算和选型 (20)第六章设计结果表汇 (22)参考文献 (23)化工原理课程设计之心得体会 (24)第1章设计方案简介1.1 换热器概述换热器是化工，炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。
化工原理课程设计煤油冷却器的设计
固定管板式换热器设计任务书一、设计题目：煤油冷却器的设计（6人/组）二、设计任务1.煤油处理能力：12万吨/年煤油2.设备形式：固定管板式换热器3.操作条件：①煤油：入口温度120℃，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105Pa④每年按330天计，每天24小时连续运行三、设计要求1.根据换热任务设计确定设计方案2.初步确定换热器的结构和尺寸3.核算换热器的传热面积和流体阻力4.确定换热器的工艺结构5.进行设备结构图的绘制（A1图纸）6.编写设计说明书7.小组组员分工合作。
目录一、概述 (4)1.换热器的选择及特点 (4)2.通过壳程、管程流体的确定 (4)3.流速的确定 (5)4.管子的规格和排列方法 (5)5.管程和壳程数的确定 (6)6.折流挡板 (6)7.最后材料选用 (6)8.其他构件的选用 (6)二、确定设计方案 (7)三、确定物性数据 (7)四、计算总传热系数 (8)1.热流量 (8)2.平均传热温差 (8)3.冷却水用量 (8)4.总传热系数K (8)五、计算传热面积 (10)六、工艺结构尺寸 (10)1.管径和管内流速 (10)2.管程数和传热管数 (10)3.平均传热温差校正及壳程数 (11)4.传热管排列和分程方法 (11)5.壳体内径 (11)6.折流板 (12)7.接管 (12)七、换热器计算 (13)1.热量核算 (13)（1）壳程对流传热系数 (13)（2）管程对流传热系数 (14)（3）传热系数K (14)（4）传热面积S (15)2.换热器内流体的流动阻力 (15)（1）管程流动阻力 (15)（2）壳程阻力 (16)八、换热器主要结构尺寸和计算结果 (17)膨胀节 (17)壳体壁厚 (18)封头设计 (18)鞍座 (18)拉杆的直径和数量 (18)九、设计小结 (18)十、文献参考 (19)十一、主要符号说明 (19)十二、附录 (21)表1.流体的污垢热阻 (21)表2.流体的污垢热阻 (21)表3. 管壳式换热器中常用的流速范围 (21)表4.某些工业管材的绝对粗糙度 (21)表 (22)表6.拉杆直径的选取 (22)表7.拉杆数量 (22)ϕ (23)图1.对数平均温差校正系数t∆λ-关系 (24)图2.Re一、概述根据任务书给定的冷热流体的温度，来选择设计列管式换热器中的固定管板式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。
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。
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：指导教师：同组人员完成时刻：目录1.前言 32.设计题目（任务书） 53.流程示用意 54.流程和方案的说明和论证75.设计结果概要（要紧设备尺寸、各类物料量和状态、能耗指标、设计时规定的要紧操作参数和附属设备的规格、型号及数量）86.设计计算与说明97.对设计的评述与体会意得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。
在工业生产进程中，进行着各类不同的热互换进程，其要紧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，以知足生产进程的需要。
另外，换热设备也是回收余热，废热，专门是低品位热能的有效装置。
依照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，管制连接在管板上，管板与壳体焊接。
其优势是结构简单、紧凑、能经受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏或堵塞时易于改换；缺点是当管制与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管制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、管程与壳程双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：管壳式换热器的要紧零部件有壳体、接管、封头、管板、换热管、折流板元件等，关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，同时还要经受必然温度和压力的能力(1)管板：管板是换热器的重要元件，主若是用来连接换热器，同时将管程和壳程分隔，幸免冷热流体相混合。
当介质无侵蚀或有轻微侵蚀时，一样采纳碳素钢、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需牢固，不泄漏。
既要知足其密封性能，又要有足够的抗拉强度。
化工原理课程设计——煤油冷却器的设计综述
湖南工业大学化工原理课程设计化工原理课程设计2012年 06 月摘要换热器的应用贯彻化工生产过程的始终，换热器换热效果的好坏直接影响化工生产的质量和生产效益。
所以换热器是非常重要的化工生产设备,在化工领域中，它扮演着主力军的身份，它是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，在化工设备中占大约50%以上的比重。
既然换热器在化工生产中扮演如此重要的角色，那么如何设计出换热效果好，设备健全合理，三废排放量更低，能源利用率更高，经济效益高的换热器是我们从事化工行业工作人员刻不容缓的职责。
为了完成25000 kg/h煤油的生产任务，设计换热器的总体思路：在正常的生产过程中，利用塔底的釜残液作为加热介质在塔底冷却器中进行第一次预热，然后用少量的水蒸汽便可在预热器中使原料液达到预期的温度进入精馏塔中。
塔顶煤油蒸汽经过全凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体。
最后，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到40℃输送到储装罐中。
关键词：冷却器；再沸器；全凝器；对流传热系数；列管式换热器目录第一章前言 (1)第二章方案设计说明 (1)2.1 换热器的选型 (1)2.1.1 换热器的分类 (1)2.1.2 间壁式换热器 (1)2.1.3 管壳式换热器 (2)2.1.4 换热器的选型 (2)2.2 材质的选择 (2)2.3 换热器其他结构设计 (3)2.3.1 管程机构 (3)2.3.2 壳程结构 (3)2.3.3换热器材质的选择 (3)第三章列管式换热器的设计计算 (4)3.1 确定设计方案 (4)3.1.1 选择换热器类型 (4)3.3.2 流动空间及流苏确定 (4)3.2 确定物性参数 (4)3.3 计算总传热系数 (5)3.3.1 热流量 (5)3.3.2 平均传热温差 (5)3.3.3 冷却水用量 (5)3.3.4 总传热系数 (5)3.4 计算传热面积 (6)3.5 工艺结构尺寸 (6)3.5.1 管径和管内流速 (6)3.5.2 管程数和传热管数 (6)3.5.3 平均传热温差校正及壳程 (7)3.5.4 传热管排列和分程方法 (7)3.5.5 壳体内径 (7)3.6.6 折流板 (8)3.5.7 接管 (8)3.6 换热器核算 (8)3.6.1 热量核算 (8)3.6.2 换热器内流体的流动阻力 (10)第四章计算结果一览表 (12)结论 (13)参文文献 (14)附录1 油冷却器的设计任务书 (15)附录2 符号说明 (16)第1章前言化工原理课程设计，是将所学的化工原理理论知识联系实际生产的重要环节。
化工原理课程设计煤油冷却器的设计
广西工学院化工原理课程设计说明书设计题目煤油冷却器的设计系别生化系专业班级学生姓名学号指导教师日期设计成绩一、化工原理课程设计任务书（换热器的设计）（一）设计题目：煤油冷却器的设计（二）设计任务与操作条件：1.处理能力：（19.8×104+5×17）吨/年煤油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）冷却介质循环水，入口温度30℃，出口温度40℃；（3）允许压强降不大于105Pa;（4）煤油定性温度下的物性数据：密度为825kg/m3；粘度为：7.5×10-4Pa.S;比热容为：2.22kJ/（kg. ℃）；导热系数为：0.14W/（m. ℃）（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。
（三）设计项目1.选择适宜的列管换热器并进行核算。
2.画出工艺设备图与列管布置图。
目录一、设计任书 (1)二、工艺流程草图与说明 (5)三、工艺计算与主要设备设计 (6)1、确定设计方案 (6)1.1选择换热器的类型 (6)1.2流程安排 (6)2、确定物性数据 (6)3、估算传热面积 (7)3.1热流量 (7)3.2平均传热温差 (7)3.3传热面积 (7)3.4冷却水用量 (7)4、工艺结构尺寸 (7)4.1管径和管内流速 (7)4.2管程数和传热管数 (7)4.3平均传热温差校正与壳程数 (8)4.4传热管排列和分程方法 (8)4.5壳体内径 (8)4.6折流板 (8)4.7其他附件 (8)4.8接管 (8)5、换热器核算 (9)5.1热流量核算 (9)5.1.1壳程表面传热系数 (9)5.1.2管内表面传热系数 (9)5.1.3污垢热阻和管壁热阻 (9)5.1.4传热系数K C (10)5.1.5传热面积裕度 (10)5.2壁温核算 (10)5.3换热器内流体的流动阻力 (11)5.3.1管程流体阻力 (11)5.3.2课程阻力 (11)四、辅助设备的计算和选型 (12)五、设计结果概要 (13)六、设计评述 (15)七、附图 (16)八、参考资料 (17)九、主要符号说明 (18)二、工艺流程草图与说明工艺流程草图主要说明：由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，煤油走壳程。
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℃。
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设计一列管式煤油换热器，完成年冷却2.6×104t煤油的任务，具体要求如下：煤油进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温度40℃；每年按330天计，24小时/天连续进行。
4 换热器的设计计算
4.
两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。由于该换热器的管壁温度和壳体温度有较大温差，故选用带膨胀节的固定版式换热器。
热力设计是指，根据使用单位提出的基本要求，合理地选择运行参数，并根据传热学的知识进行传热计算。
流动设计主要是计算压降，其目的就是为换热器的辅助设备。
结构计算指的是根据传热面积的大小计算器主要零部件的尺寸，例如管子的直径、长度、根数、壳体的直径、折流板的长度和数目及布置以及连接管的尺寸，等等。
列管式换热器的工艺设计主要包括以下内容：
课程设计
课程名称
化工原理课程设计
题目名称
煤油冷却器的设计
专业班级
08级食品科学与工程（2）班
学生姓名
纪平平
学 号
50806022006
指导教师
赵大庆
二O一O年十二月三十日
煤油冷却器的设计
1 《化工原理》课程设计任务书
1.1
煤油冷却器的设计
1.2
1、处理能力2.6×104t/Y
2、设备形式列管式
3、煤油T入=140℃，T出=40℃
2.1
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是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、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
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，不同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，并确定换热器大的机构尺寸。
4、冷水T入=30℃，T出=40℃
5、⊿P<=105Pa
6、煤油ρ=825Kg/m3，µ=7.15×10-4Pa.S CV=2.22kJ/(Kg.℃)
7、λ= 0.14W/（m.℃）
8、每年按330天计，每天24小时连续进行。
1.3
试设计一台适宜的列管式换热器完成该生产任务，绘制设备图，编制一份设计说明书（电子稿）。
4.
实际生产中，冷却水一般为循环水，而循环水易结垢，为便于清洗，应采用冷却水走管程，煤油走壳程。选用φ20×2.5的碳钢管，管内流速设为ui=0.5m/s。
4.3
定性温度：可取流体进口温度的平均值。
壳程煤油的定性温度：
T= =90（℃）
管程流体的定性温度：
T= =35(℃)
根据定性温度，分别插取壳程和管程流体的有关物性数据。
固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。
浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷进行了改进。两端管板只有一端与壳体完全固定，另一端可相对与壳体移动。故这种换热器的管束膨胀不受壳体的约束，而且易于清洗和检修，所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易于结垢的场合。但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史。在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。
列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。
煤油在90℃的有关物性数据如下：
密度ρo=825kg/m3
定压比热容Cpo=2.22kJ/(kg·℃)
导热系数λ。=0.140W/(m·℃)
粘度µo=0.000715Pa·s
循环冷却水在35℃的有关物性数据如下：
密度ρi=994kg/m3
定压比热容Cpi=4.08kJ/(kg·℃)
导热系数λi=0.626W/(m·℃)
填料函式换热器也只有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封。它的管束也可自由膨胀，结构比浮头式简单，造价较低。但填料函易泄露，故壳程压力不宜过高，也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。
列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及前度设计。其中以热力设计最为重要。不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，而且对于已生产出来的，甚至已投入使用的换热器在检验它是否满足使用要求，均需进行这方面的工作。
假设壳程传热系数
污垢热阻
管壁的导热系数
4.5
考虑15%的面积裕度，
4.6
4.6.1 管径和管内流速
选用φ20×2.5传热管（碳钢），取管内流速
4.6.2 管程数和传热管数
依据传热管内径和流速确定单程传热管数
（根）
按单程管计算，所需的传热管长度
粘度µi=0.000725Pa·s
4.4
4.4.1 热流量
每小时处理力
式中 Wo—流体的质量流量 kg／h
Cpo—流体的平均定压比热容，kJ／（kg·℃）
To—热流体的温度，℃
4.4.2 平均传热温差
(℃)
4.4.3 冷却水用量
式中 t—冷流体的温度，℃
4.4.4 总传热系数
管层传热系数
Re=
=
壳程传热系数
1.根据换热和尺寸；
3.核算换热器的传热面积和流体阻力；
4.确定换热器的工艺结构。
2.2
工艺流程图
主要说明：由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，煤油走壳程。如图，煤油经泵抽上来，经加热器加热后，再经管道从接管C进入换热器壳程；冷却水则由泵抽上来经管道从接管A进入换热器管程。两物质在换热器中进行换热，煤油从140℃被冷却至40℃之后，由接管D流出；循环冷却水则从30℃变为40℃，由接管B流出。
U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。这类换热器的特点有：管束可以自由伸缩，热补偿性能好；双管程，流程长，流速高，传热性能好；承压能力强；管束可以从壳体中抽出，且结构简单，造价低。但其管数少且易短流。故仅适用于管壳壁温差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。