化工原理课程设计列管式换热器
化工原理列管式换热器的设计
化工原理课程设计任务书设计题目：列管换热器的设计原始数据：1、处理量：22 104 t aa2、煤油出口温度（9）: 44o C3、冷却循环水初始温度（C）:34o C4、冷却循环水出口温度（C）: 44o C工艺特点：1、逆流操作；2、煤油初始温度（C）:3、允许压降（kg/cm2绝压）不大于105Pa4、每天按330天计，每天24小时连续运行设计内容：1、换热器的工艺计算和结构设计2、泵的设计或选型设计要求：1、画一张详细（最好带控制点的）工艺流程图2、画一张换热器结构图（1号图纸）3、编写一份规范的设计说明书目录第一章设计方案简介 (3)第二章主要设备的工艺设计计算 (4)第一节试算并初选换热器的规格 (4)（1） ...................................................................... 确定流体通入的空间4（2）确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的形式4（3） .............................................................. 计算热负荷Q和冷却水流量W 5（4） ............................................................ 计算平均温差，并确定壳程数。
5（5） ........................................................................ 初选换热器的规格5第二节核算总传热系数K0 (6)（1） ...................................................................... 计算管程对流系数:i6（2） ................................................................. 计算壳程对流传热系数：'06（3） ............................................................................ 确定污垢热阻6（4） .............................................................................. 总传热系数6第三节计算压强降 (6)（1）计算管程压强降 (6)第三章、典型辅助设备的选型 (7)第四章、设计一览表 (7)第五章、工艺流程简图 (8)第七章、参考文献 (8)第八章、结束语 (9)第九章、主要符号说明 (9)第一章设计方案简介第一节化工原理课程设计的目的和要求化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初步尝试。
化工原理课程设计列管式换热器
化工原理课程设计列管式换热器(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--XXX学院本科课程设计题目：列管式换热器的设计专业： XXXXXXXX学院： XXXXXXXXXX学院班级： XXXXXXX姓名： XXXX学号： XXXXXXXXXX指导教师： XXXXXX浮头式换热器设计说明说书1概述课程设计学习目的及其重要性设计是一项创造劳动，是设计者对许多构思加以综合，应用基础知识和专业知识去实现设计目标的一个过程。
化工原理课程设计是化工类相关专业的本科生运用化工原理及有关先修课程的基本知识去完成某一设计任务的一次较为全面的化工设计训练，可以增强我们独立学习，独立思考，独立分析的能力。
在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备的计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程实践是培养学生解决实际工程问题能力的有益实践。
通过课程设计，我们应该注重以下几个能力的训练和培养：1.初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序。
2.查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。
3.树立既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性，并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
4.提高运用工程语言表达设计思想的能力。
5.提高正确的进行工程计算和利用Auto CAD画图的能力。
6.提高用简洁明了的文字，清晰的图表来表达自己设计思想和撰写设计报告的能力。
列管式换热器设计的重要性及其步骤重要性：换热设备是化工工业应用典型的工艺设备，主要用于实现热量传递，使热量由高温流体传给低温物体。
一般来说，换热设备在化工厂装置中所占的比例在建设费用方面高达10%~40%。
因此从能源节省以及工厂投资的角度来讲，合理地选择和使用换热设备，可节省投资，降低能耗，具有重要意义。
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。
填料式换热器的管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也较低。
但壳程内介质有外漏的可能，因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
化工原理课程设计1列管式换热器[1]
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化工原理课程设计任务书材化学院专业班学生姓名学号：设计题目：列管式换热器设计设计时间：200 年月日——200 年月日指导老师：吴世彪设计任务：某炼油厂用柴油将原油预热。
柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2·K/W，换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度ε=0.1mm，要求两侧的阻力损失均不5设计内容：(1) 设计方案的确定及流程说明(2) 换热面积的估算(3) 管子尺寸及数目计算(4) 管子在管板上的排列(5) 壳体内径的确定(6) 附件设计(选型)(7) 换热器校核（包括换热面积、压力降等）(8) 设计结果概要或设计一览表(9) 对本设计的评述或有关问题的分析讨论(10)参考文献图纸要求：1、换热器化工设备图（1＃图纸）安徽建筑工业学院材化学院化工系目录第一章文献综述 ···················································································································第一节概述··················································································································一、换热器的概念二、换热器的分类三、列管式换热器的标准简介四、列管式换热器选型的工艺计算步骤第二节换热器设备应满足的基本要求········································································一、合理的实现所规定的工艺条件二、安全可靠性三、安装、操作及维护方便四、经济合理第三节列管式换热器结构及基本参数········································································一、管束及壳程分程二、传热管三、管的排列及管心距四、折流板和支撑板五、旁路挡板和防冲挡板六、其他主要附件七、列管式换热器结构基本参数第四节设计计算的参数选择·······················································································一、冷却剂和加热剂的选择二、冷热流体通道的选择三、流速的选择四、流向的选择第二章列管式换热器的设计计算·························································································第一节换热面积的估算 ································································································一、计算热负荷二、估算传热面积第二节换热器及主要附件的试选 ·················································································一、试选管型号二、换热器结构一些基本参数的选择第三节换热器校核 ········································································································一、核算总传热系数二、核算压强降第四节设计结果一览表 ································································································第五节设计总结及感想 ································································································一、设计总结二、感想参考文献 ···························································································································第一章 文献综述(略)第二章 列管式换热器的设计计算 第一节 换热面积的估算一、计算热负荷(不考虑热损失)由于设计条件所给为无相变过程。
列管式换热器课程设计
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- 热量传递方程：导热、对流和辐射的基本方程。
- 换热系数：不同流体和工况下的换热系数计算。
4. 列管式换热器的设计与性能分析- 设计步骤：换热器设计的基本流程，包括换热面积、管径、管长等计算。
- 性能分析：运用图表和数据分析方法，评价设计参数对换热性能的影响。
5. 案例分析与实操练习- 案例分析：实际工程中的换热器设计案例，分析其设计原理和优化方法。
化工原理课程设计—列管式换热器.doc
设计任务书设计题目：设计一正丁醇冷却器设计条件⑴、处理能力：⑵、设备类型：列管式换热器（非定型式）⑶、操作条件：流体名称入口温度℃出口温度℃物料纯正丁醇冷却介质自来水允许压力降：热损失：按传热量的计算设计内容⑴、前言⑵、确定设计方案（设备选型、换热器材质）⑶、确定物性数据（冷却循环水的出口温度、纯正丁醇和水在物性温度下的物理性质）⑷、工艺设计初占换热面积、确定换热器基本尺寸（包括管径、管长、程数、每程管数、管子数排列、壁厚、换热器直径、流体进出管管径等计算）⑸、换热器计算①核算总传热系数（传热面积）②换热器内流体的流动阻力校核（计算压降）⑹、机械结构的选用①管板选用、管子在管板上的固定、管板和壳体连接结构②封头类型选用③温差补偿装置的选用④管法兰选用⑤管、壳程接管⑺、换热器主要结构尺寸和计算结果表⑻、结束语（包括对设计的自我评述及有关问题的分析讨论）⑼、换热器结构和尺寸（4#图纸）⑽、参考资料目录开始时期年月日结束时期年月日学生：牛俊健班级：73 学号：指导老师：冯伟流程图和工艺流程图冷却水出口管（温度：）纯正丁醇入口管（温度：）冷却水入口管（温度：）纯正丁醇出口管（温度：50℃）设计计算确定设计方案确定设备类型两流体的温度变化：①热流体的入口温度，出口温度；力体定性温度。
②冷流体的入口温度，出口温度；冷流体定性温度。
冷热流体的最大温差，因此，选用列管式换热器。
确定壳程流体和管程流体流体经过管程和壳程的选择原则：①不清洁或易结垢的流体，应走容易清洗的管道，可走管程。
②腐蚀性流体应走管程。
③压力高的流体应走管程。
④有毒流体应走管程。
⑤被冷却的流体应走管程。
⑥饱和蒸汽应走壳程。
⑦黏度大的流体或流量小的流体应走壳程。
两种流体的物理性质如下表：物性流体定性温度密度㎏比热容㎏黏度导热系数纯正丁醇 2.649水 4.178综上所述，纯正丁醇走壳程，水走管程；且采用逆流。
初算换热面积热流量（的热损失）若换热器无相变化，且流体的比热容可取平均温度下的比热容，则式中——换热器的热负荷，;、——分别为冷、热流体的质量流量，㎏；、——分别为冷、热流体的平均比热容，（㎏）；、——冷流体的进、出口温度，、——热流体的进、出口温度，有效传热量冷却水用量（平均传热温差①平均温差先算出逆流的对数平均温差，再乘以考虑流动方向的校正因子，即Δ逆逆——按逆流计算的对数平均温度差，；式中逆——温度差校正系数，量纲为其中，，。
化工原理课程设计 列管式换热器
《材料工程原理B》课程设计设计题目：处理量10×104吨/年煤油冷却器的设计专业：班级：学号：姓名：日期：指导教师：设计成绩：日期：设计任务书目录一、概述 0二、设计方案说明 02.1 列管式换热器设计简介 02.2 列管式换热器的类型 (1)2.2.1 固定管板式 (1)2.2.2 浮头式换热器 (1)2.2.3 U型管式换热器 (2)2.2.4 填料函式换热器 (2)2.3 换热器类型的选择 (2)2.4 流体流径流速的选择 (2)2.5 材质的选择 (3)2.6换热器其他结构的选择 (3)2.6.1 管程结构 (3)2.7工艺流程草图 (4)三、换热器设计计算 (5)3.1确定计算方案 (5)3.1.1选择换热器的类型 (5)3.1.2流体流径流速的选择 (5)3.2 确定物性参数 (5)3.3 估算传热面积 (6)3.3.1 热流量 (6)3.3.2平均传热温差 (6)3.3.3 传热面积 (6)3.3.4 冷却水用量 (7)3.4 工艺结构尺寸 (7)3.4.1管径和管内流速 (7)3.4.2管程数和传热管数 (7)3.4.3 平均传热温差校正及壳程数 (8)3.4.4 传热管排列和分程方法 (8)3.4.5 壳体内径 (8)3.4.6 折流板 (9)3.4.7 接管 (9)3.5 换热器核算 (9)3.5.1 热流量核算 (9)3.5.1.1 壳程表面传热系数 (9)3.5.1.2 污垢热阻和管壁热阻 (11)3.5.1.3 传热系数K (11)3.5.1.4 换热器面积裕度 (11)3.5.2 换热器内流体阻力计算 (12)3.5.2.1 管程流体阻力 (12)3.5.2.2 壳程阻力 (12)3.6壁温核算 (13)3.7水泵 (14)四、换热器主要结构尺寸和计算结果表 (15)五、设计心得体会 (16)参考资料 (17)主要符号说明 (17)一、概述课程设计是学习化工设计基础知识，培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过这一实践教学环节，使学生掌握化工单元过程及设备设计的基本程序和方法，熟悉查阅和正确使用技术资料，能够在独立分析和解决实际问题的能力方面有较大提高，增强工程观念和实践能力。
化工原理课程设计列管式换热器
化工原理课程设计列管式换热器XXX学院本科课程设计题目：列管式换热器的设计专业： XXXXXXXX学院： XXXXXXXXXX学院班级：XXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXX指导教师：XXXXXX浮头式换热器设计说明说书1概述1.1课程设计学习目的及其重要性设计是一项创造劳动，是设计者对许多构思加以综合，应用基础知识和专业知识去实现设计目标的一个过程。
化工原理课程设计是化工类相关专业的本科生运用化工原理及有关先修课程的基本知识去完成某一设计任务的一次较为全面的化工设计训练，可以增强我们独立学习，独立思考，独立分析的能力。
在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备的计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程实践是培养学生解决实际工程问题能力的有益实践。
通过课程设计，我们应该注重以下几个能力的训练和培养：1.初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序。
2.查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。
3.树立既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性，并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
4.提高运用工程语言表达设计思想的能力。
5.提高正确的进行工程计算和利用Auto CAD画图的能力。
6.提高用简洁明了的文字，清晰的图表来表达自己设计思想和撰写设计报告的能力。
1.2列管式换热器设计的重要性及其步骤1.2.1重要性：换热设备是化工工业应用典型的工艺设备，主要用于实现热量传递，使热量由高温流体传给低温物体。
一般来说，换热设备在化工厂装置中所占的比例在建设费用方面高达10%~40%。
因此从能源节省以及工厂投资的角度来讲，合理地选择和使用换热设备，可节省投资，降低能耗，具有重要意义。
随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。
化工原理课程设计列管式换热器设计示例
列管式换热器设计说明书设计者：班级：姓名：学号：日期：指导教师设计成绩日期目录一、方案简介 (3)二、方案设计 (4)1、确定设计方案 (4)2、确定物性数据 (4)3、计算总传热系数 (4)4、计算传热面积 (5)5、工艺结构尺寸 (5)6、换热器核算 (7)三、设计结果一览表 (10)四、对设计的评述 (11)五、附图（主体设备设计条件图）（详情参见图纸）·································六、参考文献 (12)七、主要符号说明 (12)附图··········································································一、方案简介本设计任务是利用冷流体（水）给硝基苯降温。
化工原理课程设计列管式换热器设计示例
列管式换热器设计说明书设计者：班级：姓名：学号：日期：指导教师设计成绩日期目录一、方案简介 (3)二、方案设计 (4)1、确定设计方案 (4)2、确定物性数据 (4)3、计算总传热系数 (4)4、计算传热面积 (5)5、工艺结构尺寸 (5)6、换热器核算 (7)三、设计结果一览表 (10)四、对设计的评述 (11)五、附图（主体设备设计条件图）（详情参见图纸）·································六、参考文献 (12)七、主要符号说明 (12)附图··········································································一、方案简介本设计任务是利用冷流体（水）给硝基苯降温。
化工原理课程设计列管式换热器
可用旳场合:
1)管程走清洁流体;
2)管程压力尤其高;
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 满足要求旳场合.
2、流动空间旳选择
3、流速旳拟定
4、流动方式旳选择
除逆流和并流之外，在列管式换热器中冷、 热流体还能够作多种多管程多壳程旳复杂 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造成流体阻 力损失，即输送流体旳动力费用增长。所 以，在决定换热器旳程数时，需权衡传热 和流体输送两方面旳损失。
5、流体出口温度旳拟定
若换热器中冷、热流体旳温度都由工艺条件所要求，则不存在 拟定流体两端温度旳问题。若其中一流体仅已知进口温度，则 出口温度应由设计者来拟定。例如用冷水冷却一热流体，冷水 旳进口温度可根据本地旳气温条件作出估计，而其出口温度则 可根据经济核实来拟定：为了节省冷水量，可使出口温度提升 某些，但是传热面积就需要增长；为了减小传热面积，则需要 增长冷水量。两者是相互矛盾旳。一般来说，水源丰富旳地域 选用较小旳温差，缺水地域选用较大旳温差。但是，工业冷却 用水旳出口温度一般不宜高于45℃，因为工业用水中所含旳部 分盐类（如CaCO3、CaSO4、 MgCO3和MgSO4等）旳溶解度 随温度升高而减小，如出口温度过高，盐类析出，将形成传热 性能很差旳污垢，而使传热过程恶化。假如是用加热介质加热 冷流体，可按一样旳原则选择加热介质旳出口温度。
取管长应根据出厂旳钢管长度合理截用。 我国生产系列原则中管长有1.5m，2m， 3m，4.5m，6m和9m六种，其中以3m和 6m更为普遍。同步，管子旳长度又应与管 径相适应，一般管长与管径之比，即L/D约 为4～6
化工原理课程设计列管换热器
《化工原理课程设计》报告换热器的设计年级2008级专业化学工程与工艺设计者姓名刘国雄设计单位西北师范大学化学化工学院完成日期2010年11 月25 日目录概述1.1.换热器设计任务书................................................................................................................ - 6 -1.2换热器的结构形式................................................................................................................ - 9 -2.蛇管式换热器.......................................................................................................................... - 9 -3.套管式换热器.......................................................................................................................... - 9 - 1.3换热器材质的选择.............................................................................................................. - 10 - 1.4管板式换热器的优点.......................................................................................................... - 11 - 1.5列管式换热器的结构.......................................................................................................... - 12 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理...................................................................................... - 13 -1.7确定设计方案...................................................................................................................... - 14 -2.1设计参数.............................................................................................................................. - 14 - 2.2计算总传热系数.................................................................................................................. - 15 - 2.3工艺结构尺寸...................................................................................................................... - 16 - 2.4换热器核算.......................................................................................................................... - 18 -2.4.1.热流量核算............................................................................................................... - 18 -2.4.2.壁温计算................................................................................................................... - 20 -2.4.3．换热器内流体的流动阻力.................................................................................... - 21 -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。
化工原理课程设计说明书——列管式换热器设计
操作
情况
操作压力
p/MPa
合理的压力降
△p/MPa
操作
情况
操作压力
p/MPa
合理的压力降
△p/MPa
减压
0~0.1（绝压）
P/10
中压
1~3（表压）
0.035~0.18
低
压
0~0.07
0.07~1
P/2
0.035较高压3~8来自表压）0.07~0.25
3.
流速（3-1）
式中 为管内体积流量；
3.
多管程列管式换热器，管程压力降
（3-2）
式中： 为直管中摩擦阻力引起的压力降，Pa；
为回弯管中因摩擦阻力引起的压力降，Pa；可由经验公式 估算
为结垢校正系数，无因次， 的换热管取1.4； 的换热管取1.5；
为串联的壳程数；
为管程数。
管内阻力损失
（3-3）
回弯阻力损失
（3-4）
管程总损失
（3-5）
为单程管长，m。
可以求得单程管长(2-10)
若选用6m长的管，4管程，则一台该换热器的总管数为 根。从谭天恩主编的化工原理第三版上册附录十九可查得浮头式换热器的主要参数，整理得表2-3
表2-3初选浮头式换热器的主要参数
项目
数据
项目
数据
壳径D（DN）
600mm
管尺寸
管程数Np(N)
4
管长l(L )
6m
表2-2列管式换热器中K值的大致范围
进行换热的流体
传热系数K
W·m-2·K-1
进行换热的流体
传热系数K
W·m-2·K-1
由气体到气体
化工原理课程设计-列管式换热器(热水冷却器)
化工原理课程设计-列管式换热器（热水冷却器）化工原理课程设计任务书课题名称列管式换热器(热水冷却器)课题性质工程设计类班级应用化学(一)班学生姓名 XXXXXX学号 20090810030117指导教师 XXXXXX目录目录 ------------------------------------------------------ 2 任务书---------------------------------------------------- 4一(设计题目 ------------------------------------------ 4二(设计的目的 ---------------------------------------- 4三(设计任务及操作条件 -------------------------------- 4四(设计内容 ------------------------------------------ 5 符号说明 -------------------------------------------------- 5 确定设计方案---------------------------------------------- 61.选择换热器类的 -------------------------------------- 62.流程的安排 ------------------------------------------ 6 确定物性数据---------------------------------------------- 6估算换热面积 ------------------------------------------ 81. 热流量 ----------------------------------------- 8 工艺结构尺寸---------------------------------------------- 91. 管径和管内流速 ------------------------------------ 92. 管程数和传热管数 ---------------------------------- 93.平均传热温差校正及壳程数 ---------------------------- 94.传热管排列和分程方法 ------------------------------- 105.壳体内径 ------------------------------------------- 106.折流板---------------------------------------------- 117.其它附件 ------------------------------------------- 118.接管------------------------------------------------ 11 换热器核算----------------------------------------------- 121.热流量核算 ----------------------------------------- 12(1)壳程表面传热系数 ----------------------------- 12(2)关内表面传热系数 ------------------------------- 13(3)污垢热阻和管壁热阻 --------------------------- 13(4)传热系数Kc ------------------------------------- 14(5) 传热面积裕度 -------------------------------- 142.壁温核算 ------------------------------------------- 15换热器内流体的流动阻力 ------------------------------- 16(1)管程流体阻力 --------------------------------- 16(2)壳程阻力 ------------------------------------- 17 换热器主要结构尺寸和计算结果表 -------------------------- 18 参考文献 ------------------------------------------------- 19 设计结果评价--------------------------------------------- 20 总结 ----------------------------------------------------- 22任务书一(设计题目热水冷却器的设计二(设计的目的通过对热水冷却器的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择合适的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
化工原理课程设计--列管式换热器设计说明书(完整版)
东莞理工学院《化工原理》课程设计说明书题目：列管式换热器的设计学院：班级：学号：姓名：指导教师：时间：目录一．化工原理课程设计任务书 (4)1.1 设计题目：列管式换热器的设计 (4)1.2 前言 (4)1.3 合成氨工业概述 (5)1.3.1 合成氨工业重要性 (5)1.3.2 合成氨的原料及原则流程 (5)1.4 世界合成氨生产技术及进展 (6)1.4.1 国外合成氨技术现状及发展 (6)1.4.2 我国合成氨技术的基本状况 (6)1.5 概述 (7)1.5.1 换热器概述 (7)1.5.2 固定管板式 (8)1.5.3 列管换热器主要部件 (8)1.5.4 设计背景及设计要求 (10)二.热量设计 (11)2.1 设计条件： (11)2.2 初选换热器的类型 (11)2.3 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 (12)2.4 初算换热器的传热面积SO (12)三.机械结构设计 (14)3.1 管径和管内流速 (14)3.2 管程数和传热管数 (14)3.3 换热器筒体尺寸与接管尺寸确定 (16)3.4换热器封头选择 (17)3.4.1 封头选型及尺寸确定 (17)3.4.2 封头厚度选取 (18)3.5 管板的确定 (19)3.5.1 管板尺寸 (19)3.5.2 管板与壳体的连接 (19)3.5.3 管板厚度 (20)3.6换热器支座及法兰选定 (20)3.7 换热器核算 (21)3.7.1管、壳程压强降计及校验 (21)3.7.2 总传热系数计算及校验 (23)四.设计结果表汇 (25)五.参考文献 (26)附：化工原理课程设计之心得体会 (26)一．化工原理课程设计任务书1.1 设计题目：列管式换热器的设计系（院）、专业、年级：学生姓名：学号：指导老师姓名：任务起止日期：1.2 前言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。
热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造在换热器的材料具有抗强腐蚀性能。
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XXX学院本科课程设计题目：列管式换热器的设计专业： XXXXXXXX学院： XXXXXXXXXX学院班级：XXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXX指导教师：XXXXXX浮头式换热器设计说明说书1概述1.1课程设计学习目的及其重要性设计是一项创造劳动，是设计者对许多构思加以综合，应用基础知识和专业知识去实现设计目标的一个过程。
化工原理课程设计是化工类相关专业的本科生运用化工原理及有关先修课程的基本知识去完成某一设计任务的一次较为全面的化工设计训练，可以增强我们独立学习，独立思考，独立分析的能力。
在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备的计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程实践是培养学生解决实际工程问题能力的有益实践。
通过课程设计，我们应该注重以下几个能力的训练和培养：1.初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序。
2.查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。
3.树立既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性，并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
4.提高运用工程语言表达设计思想的能力。
5.提高正确的进行工程计算和利用Auto CAD画图的能力。
6.提高用简洁明了的文字，清晰的图表来表达自己设计思想和撰写设计报告的能力。
1.2列管式换热器设计的重要性及其步骤1.2.1重要性：换热设备是化工工业应用典型的工艺设备，主要用于实现热量传递，使热量由高温流体传给低温物体。
一般来说，换热设备在化工厂装置中所占的比例在建设费用方面高达10%~40%。
因此从能源节省以及工厂投资的角度来讲，合理地选择和使用换热设备，可节省投资，降低能耗，具有重要意义。
随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。
为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。
换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器效率，显然可以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著地提高设备的热效率。
1.2.2列管式换热器设计的步骤：①设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。
②换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。
③换热器的主要结构尺寸设计。
④主要辅助设备选型。
⑤绘制换热器总装配图。
2课程设计任务书：现生产车间需要一台列管式换热器，用于油品回收柴油的热量。
流量为36000kg/h的柴油从180℃降至130℃，油品从60℃升至110℃。
试设计一台换热器完成该任务。
1.操作条件：①操作压力常压（绝压）②当地大气压 96 kPa（绝压）2.设计要求：①设计该热量回收利用的原则流程；②设计计算该主体设备换热器的主要尺寸及型号规格，并绘制出该换热器的设备图。
3.编制设计说明书。
3设计方案的确定3.1选择换热器的类型两流体的温度变化情况:热流体进口温度180℃，出口温度130℃;冷流体进口温度60℃，出口温度110℃.柴油定性温度为：（180+130）/2=155℃油品定性温度为：（60+110）/2=85℃∴两流体的温差∆ t m=t m柴-t m油品=155-85=70℃可选用带温度补偿的固定管板式换热器，但考虑到该换热器用不适用于热冷流体温差较大（大于70℃）的场合，故选用浮头式换热器。
3.2管程的安排由于油品黏度大，为减少损失且充分利用柴油的热量、便于清洗，所以安排柴油走管程，油品走壳程。
4生产条件及其物料的物性参数4.1生产条件及工艺参数生产条件：(1) 操作压力常压（绝压）(2)当地大气压 96 kPa（绝压）(3)柴油流量为36000kg/h(4)冷却介质：油品，入口温度60℃，出口温度110℃(5)柴油：入口温度180℃，出口温度130℃物性参数有：柴油（油品）的密度、黏度、定压比热容、流速以及雷诺数等。
4.2主要物料的物性参数柴油进口温度为180℃，出口温度为130℃。
油品进口温度为60℃，出口温度为110℃。
柴油定性温度为：（180+130）/2=155℃油品定性温度为：（60+110）/2=85℃5工艺设计计算5.1传热面积估算(1)热流量Q T =qm,hCp,0t=36000*2.48*(180-130)=4464000(kJ/h)=1240KW (2)油品的用量q m,c =QT/Cp,iti=1240*103/2.2*103*（110-60）=11.27(㎏/s)=40572(㎏/h)(3)初算传热面积查传热手册，参照总传热系数的大致范围，同时考虑到壳程气体的压力，根据资料查得柴油和油品之间的传热系数大概在250 (W/㎡·℃)假设K=250 (W/㎡·℃)，则估算的传热面积S估=Q T/K·∆t m= 1240×103/（250×70）=70.86 (㎡)5.2工艺结构尺寸计算及选型5.2.1管径和管内流速查《化工原理课程设计》换热器结构设计选用Φ25㎜×2.5㎜较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速ui=1.1m/s5.2.2管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数N=qv /πdi2ui/4 =36000/ (3600×715) /（0.785×0.022×1.1）=40（根）按单程管的计算，所需的传热管长度为L=A估/πdN=70.86/（3.14×0.025×40）=23m按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
依据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热管长l=6m, 则该换热器的管程数NP=L/l=23/6=3.7≈4，传热管总根数n= NS *NP=40×4=160(根)5.2.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正及壳程数平均温差校正系数计算如下P=(t2-t1)/(T1-T1)=(110-60)/(180-60)=0.42R=(T1-T2)/(t2-t1)=(180-130)/(110-60)=1按单壳程、四管程结构，查《化工原理课程设计》温度差校正系数图得∆φ=0.852, 平均传热温差∆t m=∆φ·∆t m=0.852×70=59.5℃∵Φ∆t=0.852>0.8 , 同时壳程流体流量较大∴采用单壳程适宜.5.2.4传热管排列和分程方法因流体黏度大、易结垢，为便于清洗，故采用正方形错列排列法。
管子间距Pt，一般是管外径的1.25倍左右，以保证胀管时管板的刚度。
取管心距Pt =1.25d,则Pt=1.25×25=31.25≈32（㎜）隔板中心到离其最近的一排管中心距离Z=Pt/2+6=32/2+6=22mm各程相邻管的管心距为44㎜。
5.2.5壳体直径采用多管程结构，壳体直径D=1.05Pt√n/η估算。
取管板利用率η=0.45，则壳体直径D=1.05Pt√n/η=1.05×32×√180/0.45≈634（㎜）圆整后的壳体直径D=800mm5.2.6折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度h=800×0.25=200(㎜)取折流板间距B=0.7D(0.2D<B<D),则B=0.7×800=560㎜,圆整后B=600㎜折流板数目NB=(传热管长/折流板间距)-1=（6000/600）-1≈95.2.7接管壳程流体进出口接管：取接管内流体流速u1=1m/s，则接管内径为D 1=√(4qv )/Πu1=√(4×40572/880×3600)⁄(3.14×1)=0.128m=128mm圆整后可取管内直径为130㎜管程流体进出口接管：取接管内流体流速u2=1.3m/s，则接管内径为D2=√(4×36000/3600×715)/(3.14×1.3)=0.117m=117mm圆整后可取管内直径为110㎜。
5.3换热器核算5.3.1传热面积核算（1）管程传热膜系数根据α=0.023(λ/ di )Re0.8Pr0.3管程流体流通截面积：Si=0.785×0.022×160/4=0.013m2 管程流体流速和雷诺数分别为:u i = qv,1/Si=［36000/(3600×715) ] /0.013=1.08（m/s），R e =diuiρ1/μ1=（0.02×1.11×715）/6.4×10-4≈24131普朗特数：P r =CP,1·μ1/λ1=（2.48×103×0.64×10-3）/0.133=11.93αi=0.023×(0.133/0.02) ×（24131）0.8×（11.93）0.3=1031(w/㎡·℃) （2）壳程传热膜系数根据α=0.36(λ/ de ) ·Re0.55·Pr0⅓·(μ/μw)0.14，管子按正方形排列，传热当量直径为：d e =｛4×［Pt2-(Π/4) ·d2]｝/Πd=［4×（0.0322-0.785×0.0252）]/(3.14×0.025) =0.027(m)壳程流通截面积：S 0=BD(1-d/Pt)=600×800×(1-25/32)=0.105(㎡)壳程流体流速和雷诺数分别为:U 0= qv,2/S=[40572/(3600×880) ] /0.105=0.12（m/s），R e0=deuρ2/μ2=（0.03×0.12×880）/5.2×10-3≈548普朗特数： Pr0=CP,2·μ2/λ2=（2.22×103×5.2×10-3）/0.119=96黏度校正：(μ/μw)0.14≈1.05∴α=0.36×(0.119/0.03) ×（548.1）0.55×（96）⅓×1.05=1712(w/㎡·℃)（3）污垢热阻和管壁热阻查《化工原理课程设计》附录9知，管外侧污垢热阻R=5×10-4(㎡·℃/w)，管内侧污垢热阻Ri=5×10-4(㎡·℃/w)。