列管式冷凝器设计

课程设计

设计题目冷凝器的设计

姓名学号

专业班级

指导教师

2011年1月20日

化工原理课程设计任务书

专业班级姓名

设计题目：列管式换热器设计

设计时间:

指导老师：

设计任务:年处理吨正戊烷的正戊烷冷凝器

1.设备型式立式列管式换热器

2.操作条件

（1）正戊烷：冷凝温度51℃，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器；（2）冷却介质：井水，进口温度32℃，出口温度40℃

（3）允许压强降，不大于5

10Pa

（4）每年按330天计算，每天24小时连续运行；

(5)设备最大承受压力，p=2.5Mp a

设计报告：

1.设计说明书一份

2.主体设备总装图（1#图纸）一张，带控制点工艺流程图（3#图

纸）一张

目录

摘要 (1)

1前言 (2)

2 列管式换热器设计方案 (3)

2.1 列管式换热器类型的选择 (4)

2.1.1 固定管板式换热器 (4)

2.1.2 浮头式换热器 (4)

2.1.3 U形管换热器 (4)

2.1.4 滑动管板式换热器 (4)

2.2 流体流动通道的选择 (5)

2.3换热器结构的计算 (5)

2.3.1热负荷Q： (5)

2.3.2平均温度差 (6)

2.3.3估算面积 (6)

2.3.4 管子初选 (7)

2.3.5对流传热系数 (7)

2.3.6污垢热阻 (10)

2.3.7 总传热系数和计算所需面积 (10)

2.3.8壁温的计算 (11)

2.4压强降计算 (11)

2.4.1管程压强降： (11)

2.4.2 壳程压强降 (12)

2.5列管式换热器其他结构设计 (13)

2.5.1管程结构 (13)

2.5.2壳程结构 (14)

2.5.3其他重要附件 (14)

2.6 换热器材质的选择 (14)

2.6.1 碳钢 (15)

2.6.2 不锈钢 (15)

3列管式换热器的具体计算 (16)

3.1试算并初选换热器规格 (16)

3.1.1确定流体流动通道 (16)

3.1.2流体定性温度、物性以及列管式换热器形式选择 (16)

3.1.3 热负荷Q的计算 (16)

3.1.4 计算平均温差 (16)

3.1.5 初选换热器规格 (17)

3.2核算总传热系数 (17)

3.2.1 计算管程的对流传热系数 (18)

3.2.2计算壳程对流传热系数 (18)

3.2.3 确定污垢热阻 (18)

3.2.4 核算总传热系数 (18)

3.2.5 核算壁温 (19)

3.3计算压强降 (19)

3.4结构尺寸的确定 (19)

3.4.1筒体内径 (20)

3.4.2 换热器壁厚设计与液压试验 (20)

3.4.3 封头 (22)

3.4.4 管板 (23)

3.4.5 容器法兰 (23)

3.4.6 接管尺寸 (23)

3.4.7 接管法兰 (24)

3.4.8 管箱长度 (25)

3.4.9 折流板 (25)

3.4.10 拉杆与定距管 (25)

3.4.11 分程隔板与缓冲板 (25)

3.4.12 总重量计算 (26)

3.5离心泵和风机的选取 (28)

附录一 (30)

附录二：本书符号说明 (31)

4设计总结 (33)

参考文献 (34)

摘要：列管式换热器在化工、石油等行业中广泛应用。根据本次设计任务，正戊烷流动温度为51.7℃，水的进、出口量温度为32℃、40℃.计算一个年处理量为4

2.510

吨的正戊烷冷凝器。通过计算，得到所需管程数为4，传热管长为4.5米，壳体直径为0.5米,传热面积为33.09平方米的的换热器。

由此进行换热器的选择,并确定传热过程的流体流速等参数,传热面积为

36.6平方米的的换热器。经过进一步核算，换热器压降，面积裕度，管壁

温度均符合设计要求，。然后通过查阅资料合理计算确定封头、管箱、拉杆、定距管等结构尺寸和选取符合要求的辅助设备（主要是离心泵）。最后画出符合工程语言的设备总装图和带控制点的工艺流程图。

关键词：列管式固定管板式换热器设计计算

Abstract：Tube type heat exchanger is widely used in chemical industry, petrochemical industry and so on. According to this design work, the inlet

temperature of running pentane is 51.7 degrees.The temperature of exit

water is 40 degrees and the enter temperature is 32 degrees. The event is an

annual capacity of 2.5ton silane of condenser. After calculating，the

number of tube is four, the length of the exchanging tube is 4.5 meters, and

the diameter of the shell is 0.5 meters. Finally the exchanger is choossed，

whose number of the tube is 120, and the exchanging area is 33.09 centaur.

There out make the choice of heat exchangers and then confirm the speed or

the other parameters of the liquid. And the exchanging area is 36.6 centaur.

The area and the temperature all suit to the assignment request. Based on

this chosen heater exchanger, then design proper nozzles, flange, tie rod,

channel, tubesheet, spacer and so on. The final result includes a

craftwork-flow-chart, a facility fitting draw, and a instruction.

Key word：Tubular Tubular heat exchangers design calculation.