课程设计—列管式换热器
列管式换热器课程设计报告书
一、设计题目：列管式换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理能力：3000吨/日设备型式：固定管板式换热器2、操作条件（1）苯：入口温度80.1℃出口温度40℃（2）冷却介质：循环水入口温度25℃出口温度35℃（3）允许压降：管程不大于30kPa壳程不大于30kPa三、设计内容（一）、概述目前板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。
板式换热器的优点(1) 换热效率高,热损失小在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000～4000 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3～5倍。
设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。
完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3～1/ 4。
(2) 占地面积小重量轻除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。
换热所用板片的厚度仅为0. 6～0. 8mm。
同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。
(3) 污垢系数低流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。
(4) 检修、清洗方便换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。
(5) 产品适用面广设备最高耐温可达180 ℃, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。
各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。
当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其在较为复杂工况中的使用。
同时由于板片通道较小,也不适宜用于杂质较多,颗粒较大的介质。
列管氏换热器课程设计图
列管氏换热器课程设计图一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握列管式换热器的结构、工作原理和分类；技能目标要求学生能够运用所学知识分析和解决实际问题；情感态度价值观目标要求学生培养对化工工艺的兴趣，提高环保意识和安全意识。
结合课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果：了解列管式换热器的结构及其组成部分，掌握其工作原理和分类；能运用所学知识分析实际问题，如换热器的选用和设计；培养环保意识和安全意识，关注化工工艺在生产中的应用和可持续发展。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括列管式换热器的结构、工作原理、分类和应用。
教学大纲安排如下：1.列管式换热器的结构：介绍换热器的基本结构，包括壳体、管束、管板、管盖等组成部分，以及各种类型换热器的结构特点。
2.列管式换热器的工作原理：讲解换热器的工作原理，包括热交换过程、流体流动状态、传热速率等。
3.列管式换热器的分类：介绍换热器的分类及各类换热器的适用范围和优缺点。
4.列管式换热器的应用：分析换热器在化工、石油、电力等领域的应用实例，探讨换热器在生产过程中的重要作用。
三、教学方法为激发学生的学习兴趣和主动性，本节课采用多种教学方法相结合：1.讲授法：讲解换热器的结构、工作原理、分类和应用，使学生掌握基本概念和理论知识。
2.案例分析法：分析实际生产中的换热器应用案例，帮助学生将理论知识与实际应用相结合。
3.实验法：安排实验室参观或动手实验，让学生直观地了解换热器的结构和操作原理。
4.讨论法：学生分组讨论，分享学习心得和观点，提高学生的合作能力和沟通能力。
四、教学资源为实现教学目标，本节课将采用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观地展示换热器的结构和操作原理。
4.实验设备：安排实验室参观或动手实验，让学生亲身体验换热器的运行过程。
列管换热器课程设计报告
列管换热器课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握列管换热器的基本原理、结构、类型、性能以及工程应用。
具体包括：1.知识目标：（1）了解列管换热器的定义、分类和性能；（2）掌握列管换热器的基本结构和工作原理；（3）熟悉列管换热器的设计和计算方法；（4）了解列管换热器在工程中的应用和维护。
2.技能目标：（1）能够分析列管换热器的结构和工作特点；（2）能够运用基本原理进行列管换热器的设计和计算；（3）能够根据工程需求选择合适的列管换热器类型；（4）能够对列管换热器进行正常的操作和维护。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对列管换热器技术的兴趣和热情；（2）培养学生具备工程思维和创新能力；（3）培养学生具有良好的团队合作和沟通能力。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.列管换热器的定义、分类和性能；2.列管换热器的基本结构和工作原理；3.列管换热器的设计和计算方法；4.列管换热器在工程中的应用和维护；5.列管换热器技术的最新发展动态。
教学大纲安排如下：第1周：列管换热器的定义、分类和性能；第2周：列管换热器的基本结构和工作原理；第3周：列管换热器的设计和计算方法；第4周：列管换热器在工程中的应用和维护；第5周：列管换热器技术的最新发展动态。
三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生了解列管换热器的基本概念、原理和计算方法；2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生掌握列管换热器在工程中的应用；3.实验法：通过实验操作，使学生了解列管换热器的工作原理和性能；4.讨论法：通过小组讨论，培养学生团队合作和沟通能力。
四、教学资源教学资源包括：1.教材：选用《列管换热器》一书作为主要教材；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，供学生自主学习；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段；4.实验设备：准备列管换热器实验装置，供学生进行实验操作。
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。
5. 根据所选材料和尺寸，计算换热效率。
假设换热器的热传导系数为常数，使用换热效率计算公式进行计算。
总结：本课程设计主要针对列管式换热器的设计，通过选择合适的换热器材料和计算换热器的尺寸，实现了水和油之间的热量传递。
根据设计要求，通过计算出口温度和换热效率，验证了设计方案的合理性。
设计过程需要考虑多方面的因素，如流体性质、流量和温度差等。
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。
列管式换热器课程设计报告书
列管式换热器课程设计报告书列管式换热器是一种常见的换热设备，其结构简单、效率高，广泛应用于石化、电力、制药等工业领域。
为了进一步了解列管式换热器的工作原理和设计方法，本课程设计以列管式换热器的设计与优化为主题，旨在培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
一、课程设计的目标与任务本课程设计的目标是通过学习列管式换热器的设计原理和方法，培养学生的设计能力和创新思维，使其掌握列管式换热器的设计与优化方法。
具体任务如下：1.研究列管式换热器的原理和结构，了解其工作过程和基本参数；2.学习换热器设计的基本原理和方法，包括换热面积计算、传热系数估算等；3.进行列管式换热器的设计计算和优化分析；4.编写课程设计报告书，总结设计过程和结果。
二、课程设计的内容和方法1.理论学习通过教材、参考书籍和互联网资源，学习列管式换热器的基本原理、结构和工作过程。
学生还需深入了解换热器的传热理论和设计方法，了解不同种类的换热器。
2.设计计算学生根据教师提供的设计要求和实际工况数据，进行列管式换热器的设计计算。
包括换热面积的计算、传热系数的估算、管束的选择等。
学生可以借助计算机软件进行设计计算，加深对设计原理和方法的理解。
3.优化分析学生在设计计算的基础上，进行列管式换热器的优化分析。
通过调整设计参数，寻求更优的设计方案。
优化目标可以包括换热效率、压降、材料成本等。
学生需要运用数学方法和工程经验，进行综合评价和决策。
4.报告撰写学生根据设计计算和优化分析的结果，撰写课程设计报告书。
报告需要包括设计计算的过程和结果、优化分析的方法和结果、结论和建议等。
同时，学生还需要附上设计过程中的数据、图表和计算公式，以便他人理解和复现设计过程。
三、评价方法和标准1.设计计算和优化分析的准确性和合理性；2.报告书的内容完整、结构合理、文字准确、图表清晰；3.学生对设计中关键问题的分析和讨论；4.学生对设计过程的理解程度和设计思路的合理性。
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一、前言列管式换热器是化工生产中常用的设备之一，其主要作用是将两种介质之间的热量传递给另一种介质。
在化工原理课程设计中，学生需要深入了解列管式换热器的原理和设计方法，以便能够正确地选择和操作该设备。
二、列管式换热器的基本结构列管式换热器由壳体、管束和管板等部分组成。
其中，壳体是一个密封的容器，通常由钢板制成。
管束则是由多根平行排列的管子组成，这些管子被固定在两个端板上。
而管板则是连接壳体和管束的部分。
三、工作原理列管式换热器的工作原理基于传热学原理。
当两种介质（例如水和空气）流经壳体内外侧时，它们之间会发生热量交换。
具体来说，高温介质通过内部的管道流动，并将其余部分中的热量传递给外部环境中流动的低温介质。
四、传热机制在列管式换热器中，传热机制可以分为三种类型：对流传热、导热传热和辐射传热。
4.1 对流传热对流传热是指通过流体的运动来传递热量的过程。
在列管式换热器中，高温介质通过管子内部流动，低温介质则通过壳体外侧流动。
这种流动会产生一定的对流传热效应。
4.2 导热传热导热传热是指通过物质内部分子之间的碰撞来传递热量的过程。
在列管式换热器中，管子和壳体之间的接触面积很大，因此可以通过导热来进行传递。
4.3 辐射传热辐射传热是指通过电场或者电磁波来进行能量转移的过程。
在列管式换热器中，高温介质会发出一定数量的辐射能量，并将其转移到低温介质中。
五、设计方法在设计列管式换热器时，需要考虑多个因素，包括介质类型、工作压力和温度、换算面积等等。
以下是一些基本设计步骤：5.1 确定工作参数首先需要确定两种介质（即高温介质和低温介质）的工作压力和温度。
这些参数将会影响到换热器的材料选择和尺寸设计。
5.2 计算传热系数传热系数是指在单位时间内，单位面积上的热量传递量与温度差之比。
在列管式换热器中，需要计算出不同介质之间的传热系数。
5.3 确定换算面积换算面积是指在一定时间内，单位时间内通过设备的总热量与温度差之比。
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。
综上所述，列管式换热器是化工生产中不可缺少的一种装置，其结构特殊、应用范围广泛、换热效率高，并且容易维护操作，是值得研究和推广的一种装置。
在化工原理的课程设计中，学生能够通过对列管式换热器的深入理解和设计方案的完善，培养出创新思维和实际操作能力，为将来化工行业的发展奠定坚实的基础。
列管式换热器课程设计
组装：将管子和管板组装成换热器
焊接：将换热器焊接成一体
检验：对换热器进行压力试验、泄漏试验等检验，确保其 质量和性能符合要求
焊接工艺和要求
焊接方法：采用电弧焊、气焊或激光焊等方法
焊接材料：选用耐腐蚀、耐高温、高强度的合金材料
焊接工艺参数：控制焊接电流、电压、速度等参数，保证焊接质量 焊接检验：进行无损检测，如X射线、超声波等，确保焊接质量符合要 求
Part Four
列管式换热器的传 热计算
传热系数的计算
传热系数的影响因素：包括 流体的性质、流速、温度、 压力等
传热系数的定义：表示单位 时间内单位面积上的传热量
传热系数的计算方法：包括 实验法、理论法和数值法
传热系数的应用：用于计算 换热器的传热量、传热面积
等参数
传热面积的计算
传热面积的定 义：换热器中 流体与壁面接
触的面积
计算公式： A=πD*L，其 中A为传热面 积，D为管径，
L为管长
影响因素：流 体的种类、温 度、流速、压
力等
计算方法：根 据流体的种类、 温度、流速、 压力等参数， 选择合适的计 算公式进行计
算
流体阻力的计算
流体阻力的定义：流体在流动 过程中产生的阻力
流体阻力的计算公式： f=1/2*ρ*v^2*A
检验和试验要求
压力试验：进行压力试验， 检查换热器是否泄漏
尺寸检查：检查换热器尺寸 是否符合设计要求
外观检查：检查换热器外观 是否完好，有无破损、变形 等
热工性能试验：进行热工性 能试验，检查换热器传热效
率是否符合设计要求
耐腐蚀试验：进行耐腐蚀试 验，检查换热器是否耐腐蚀
列管式换热器-课程设计
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。
列管式换热器课程设计
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。
教材章节：第三章 列管式换热器的工作原理与热量传递3. 列管式换热器的设计原则与步骤：阐述换热器设计的基本原则，介绍设计步骤及注意事项。
教材章节：第四章 列管式换热器的设计原则与步骤4. 列管式换热器传热系数的计算：分析影响换热器传热系数的因素，介绍相关计算公式。
食品工程原理——列管式换热器课程设计[1][1]
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列管式换热器的设计班级：xxxx姓名：xxx学号：xxxxxxxx指导教师：xxx时间：xxxxx目录工程原理课程设计任务书 (2)(一) 概述及设计方案简介 (3)1概述 (3)2设计方案简介 (8)（二）工艺及设备设计计算 (8)1确定物性数据 (8)2计算总传热系数 (9)3传热面积的计算 (10)4工艺结构尺寸 (10)5换热器核算 (12)（三）辅助设备的计算及选型 (14)（四）设计结果汇总表 (15)(五）设计评述 (15)(六）参考资料 (15)(七）主要符号说明 (16)（八）致谢 (16)工程原理课程设计任务书(一) 概述及设计方案简介1 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。
在换热器中至少要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。
在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器，但它的基本原理与上述情形并无本质上的差别。
在食品、化工、石油、动力、制冷等行业中广泛使用各种换热器，它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要地位。
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，并确定换热器的结构尺寸。
1.2 换热器的选择换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3种形式：坚壁式、直接接触式和蓄热式。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史，现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在石油、化工、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。
虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性和金属耗量等方面不及某些新型换热器，但它具有结构简单、坚固耐用、适应性强、制造材料广泛等独特的优点，因而在换热设备中仍处于主导地位。
列管式换热器的设计(化工原理课程设计)
目录§一.任务书1.1.化工原理课程设计的重要性1.2.课程设计的基本内容和程序1.3.列管式换热器设计内容1.4.设计任务和操作条件1.5.主要设备结构图§二.概述及设计要求2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计要求§三.设计条件及主要物理参数3.1.初选换热器的类型3.2.确定物性参数3.3.计算热流量及平均温差3.4.管程安排(流动空间的选择)及流速确定3.5.计算传热系数k3.6.计算传热面积§四.设计结果汇总§五.设计评述§六.工艺流程图§七.符号说明§八.参考资料§一化工原理课程设计任务书1.1.化工原理课程设计的重要性化工原理课程设计是学生学完基础课程以及化工原理课程以后，进一步学习工程设计的基础知识，培养学生工程设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用化工原理和相关选修课程的知识，联系生产实际，完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。
通过这一环节，使学生掌握单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选用公式和数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学生养成尊重实际问题向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学的知识，独立解决实际问题的能力。
1.2.课程设计的基本内容和程序化工原理课程设计的基本内容有：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、主要设备的工艺计算：物料衡算、能量衡算、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，设备规格型号的选定。
4、工艺流程图：以单线图的形式描绘，标出主体设备与辅助设备的物料方向、物流量、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。
列管式换热器课程设计
2、教Байду номын сангаас内容
1.列管式换热器的类型及适用场合；
2.热力学第一定律和第二定律在列管式换热器中的应用；
3.列管式换热器中常见流动及换热问题的解决方法；
4.列管式换热器设计过程中需考虑的安全、经济和环保因素；
5.结合实际案例，分析列管式换热器的设计过程及注意事项。
3、教学内容
1.列管式换热器内流体流动的压降与流速的关系；
2.传热过程中的对数平均温差计算及应用；
3.列管式换热器设计中常用的换热系数关联式和选取方法；
4.列管式换热器的设计软件应用及模拟分析；
5.实验教学：列管式换热器性能测试实验，包括数据采集、处理与分析。
4、教学内容
1.列管式换热器的制造工艺及其对换热性能的影响；
2.列管式换热器的安装、维护及常见故障排除方法；
3.列管式换热器在工业应用中的节能技术与案例分析；
4.列管式换热器设计方案的评估与优化，包括成本分析、效能比较；
5.列管式换热器课程设计报告撰写要求及评价标准。
5、教学内容
1.列管式换热器在环保和可持续发展方面的考虑；
2.列管式换热器设计中的创新思维与案例分析；
列管式换热器课程设计
一、教学内容
本章节内容源自《热工学》教材第四章“换热器”，重点探讨列管式换热器的课程设计。内容包括：
1.列管式换热器的基本结构和工作原理；
2.列管式换热器的设计计算方法，包括换热面积、流体流动及传热系数的计算；
3.列管式换热器中壳程和管程的流动与换热特点；
4.列管式换热器的选材和结构设计；
3.学生分组讨论：探讨不同行业对列管式换热器性能要求及设计差异；
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
列管式换热器课程设计(含有CAD格式流程图和换热器图)
检查并调整图纸中的线条、颜色、字体等细节，确保图纸清晰易读， 符合规范要求。
关键节点参数设置与调整
设备参数设置
根据换热器、泵等设备的性能参 数，设置相应的CAD图纸中的属 性，如设备尺寸、处理能力、扬 程等。
管道参数调整
根据工艺流程需求和管道设计规 范，调整管道的直径、壁厚、材 质等参数，确保管道系统的安全 性和经济性。
阀门与控制点设置
在关键位置设置阀门以控制物料 流动，并根据控制需求设置相应 的控制点，如温度传感器、压力 传感器等。
流程图在课程设计中的作用
明确工艺流程
通过流程图可以清晰地展示物料在换热器中的流动过程， 帮助学生理解工艺流程和设备的相互关系。
指导设备布局与管道设计
流程图可以作为设备布局和管道设计的依据，有助于优化 设备布局和减少管道长度，提高系统的效率。
方式和换热器图纸中的局部结构。
建议措施
03
加强CAD制图技能的训练，提高图纸的准确性和规范
性。
经验教训分享与未来展望
经验教训
在课程设计过程中，应注重团队协作，合理分配任务，及时沟通交流，确保设计进度和 质量。
未来展望
随着CAD技术的不断发展，应积极探索新的设计理念和方法，提高课程设计的创新性 和实用性。同时，鼓励学生参与实际工程项目，将理论知识与实践相结合，提升综合素
流程图绘制步骤及规范
确定流程图的类型和范围
根据课程设计需求，明确要绘制的流程图类型（如工艺流程图、控制 流程图等）和所涵盖的范围。
绘制主要设备和管道
使用CAD软件中的绘图工具，按照比例和规范要求，绘制出换热器、 泵、阀门等主要设备以及连接它们的管道。
添加流向箭头和标注
化工原理课程设计列管式换热器设计
化工原理课程设计列管式换热器设计化工原理课程设计：列管式换热器设计换热器设计是化工工程中重要的一部分，其中列管式换热器是应用最为广泛且效果最好的一种换热器。
本文将介绍列管式换热器的基本原理和设计方法。
一、列管式换热器的基本原理列管式换热器是利用管内流体与管外流体之间的换热来完成加热或冷却的过程。
它由分别流动在管内和管外的两种不同的流体所组成，通过管壁进行热交换的装置。
列管式换热器可以分为三种形式：固定管板式、浮动管板式和无管板式。
固定管板式在热交换管束的入口和出口处，设有固定管板将管束分成两个区域，流体在这两个区域之间来回流动。
浮动管板式的管板装置可以向前、后或上、下运动，它可以不受流体压力之影响而可自行调节进、出口流通面积，并自动进行清洗。
无管板式换热器的壳内装有多层盘管结构，流体在壳内和盘管内循环流动。
二、列管式换热器的设计方法列管式换热器的设计方法主要包括壳体布置图的绘制、管程计算、管子长度和管板设计等。
1、壳体布置图的绘制壳体布置图是指将列管式换热器的单元示意图或设计结构图用图纸或软件绘制出来，是计算和设计的基础。
壳体布置图绘制需要考虑以下因素：（1）流体流向的选择（2）流体进出口的位置和数量（3）设备的布置和占地面积（4）流体阻力和压降的计算2、管程计算管程计算是指计算流体在管内的速度和所需管子直径的大小。
在进行管程计算时，需要考虑以下因素：（1）流体的流量和温度（2）管子的材质和直径（3）管子的长度和数量（4）流体的比热和密度（5）壳体内的换热面积3、管子长度的确定管子长度的确定需要考虑以下因素：（1）对流和传热的影响（2）流体的温度和流速（3）管子的外径和厚度（4）管子的材质和强度4、管板设计管板的设计需要考虑以下因素：（1）管板的开孔位置和大小（2）管板的强度和材质（3）管线和管板间的距离（4）管板的投影面积（5）管板的流阻系数三、总结列管式换热器是一种应用广泛的换热器，通过管内流体与管外流体之间的热交换来完成加热或冷却的过程。
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课程设计设计题目：列管式换热器专业班级：应化1301班*名：**学号： U*********指导老师：***时间： 2016年8月目录1.课程设计任务书 (5)1.1 设计题目 (5)1.2 设计任务及操作条件 (5)1.3 技术参数 (5)2.设计方案简介 (5)3.课程设计说明书 (6)3．1确定设计方案 (6)3.1.1确定自来水进出口温度 (6)3.1.2确定换热器类型 (6)3.1.3流程安排 (7)3.2确定物性数据 (7)3．3计算传热系数 (8)3.3.1热流量 (8)3.3.2 平均传热温度差 (8)3.3.3 传热面积 (8)3.3.4 冷却水用量 (8)4.工艺结构尺寸 (9)4.1 管径和管内流速 (9)4.2 管程数和传热管数 (9)4.3 传热管排列和分程方法 (9)4.4 壳体内径 (10)4.5 折流板 (10)4.6 接管 (11)4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11)4.6.2 管程流体进出管时接管 (11)4.7 壁厚的确定和封头 (12)4.7.1 壁厚 (12)4.7.2 椭圆形封头 (12)4.8 管板 (12)4.8.1 管板的结构尺寸 (13)4.8.2 管板尺寸 (13)5.换热器核算 (13)5.1热流量衡算 (13)5.1.1壳程表面传热系数 (13)5.1.2 管程对流传热系数 (14)5.1.3 传热系数K (15)5.1.4 传热面积裕度 (16)5.2 壁温衡算 (16)5.3 流动阻力衡算 (17)5.3.1 管程流动阻力衡算 (17)5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)6.设计结果汇总 (19)7．设计评述 (20)8.致谢 (21)9.工艺流程图 (22)10.符号说明 (22)11.参考资料 (24)§ 1.《化工原理课程设计》任务书1.1设计题目煤油冷却器设计1.2设计任务及操作条件设备型式：列管式换热器处理能力：15+0.1*1*89=23.9 万吨/年煤油操作条件：（1）煤油：入口温度140℃，出口40℃；（2）冷却介质：自来水，入口和出口温度由条件衡算；（3）允许压降：不大于105Pa（4）每年按360天算，每天运行24小时。
1.3技术参数煤油定性下的物性数据：密度：825Kg/m3；粘度： 7.15*10-4Pa.s；比热容：2.22KJ/(Kg.℃)；导热系数：0.14W/（m.℃）。
§2.设计方案简介本设计任务是利用自来水给煤油降温。
利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。
下图（图1）是工业生产中用到的列管式换热器。
选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。
换热器分为几大类：夹套式换热器，沉浸式蛇管换热器，喷淋式换热器，套管式换热器，螺旋板式换热器，板翅式换热器，热管式换热器，列管式换热器等。
不同的换热器适用于不同的场合。
而列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。
尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
所以首选列管式换热器作为设计基础。
§3.课程设计说明书3. 1 确定设计方案（1）确定自来水进出口温度自来水的进口温度一般为室温，设计进口温度为25℃。
在设计出口温度是参考一下标准：冷却水出口温度不超过60℃，以避免换热器严重结垢，冷却水的出口温度不应高于工作物流的出口温度。
因此设计冷却剂出口温度为35℃。
（2）确定换热器类型两流体温度变化情况如下：煤油：入口温度140℃，出口温度40℃；自来水：入口温度25℃，出口温度35℃。
该换热器用自来水进行冷却，由于T m-t m=(140+40)/2-（35+25）/2=60℃>50℃，所需换热器的管壁温度与壳体温度相差较大，故从安全、经济、方便的角度考虑采用带有补偿圈的管板式换热器。
（3）流程安排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。
另外，这样的选择可以使煤油通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。
3.2 确定物性数据定性温度：对于一般的气体及低粘度流体，其定性温度可取其进出口温度平均值。
煤油定性温度：（140+40）/2=90℃，自来水定性温度：（35+25）/2=30℃在定性温度下，分别查取煤油和自来水的物性参数如下：煤油在90℃下的有关物性数据如下：密度ρo=825 kg/m3定压比热容c p,o=2.22kJ/(kg·℃)导热系数λo=0.14 W/(m·℃)粘度μo=0.000715Pa·s冷却水在30℃下的物性数据：密度 ρi =995.7kg/m 3定压比热容 c p,i =4.174kJ/(kg ·℃)导热系数 λi =0.6176 W/(m ·℃)粘度 μi =0.000801 Pa ·s3.3 计算传热系数1.热流量：以煤油为计算标准算他所需要被提走的热量：Q=qc Δt=2.39×108330×24x2.22x （140-35）=7.034x106KJ/h=1953.8KW2.平均传热温差：计算两流体的平均传热温差，暂按单壳程、多管程计算。
逆流时：煤 油：140℃→40℃，自来水：35℃←25℃，从而，Δt m ‘=105−15ln(10515)=46.25℃, 此时，P=40−25140−25=0.13， R=140−,3540−25=7.00，由公式易算得ψ=0.84>0.8,符合要求。
3.传热面积：取传热系数为450 W/(m 2·℃)，则由公式可得传热面积为 A p =1953.8×103450×46.25=93.88m 24.冷却水用量：忽略热损失，由公式易得，冷却水用量为：Q=1953.84.174×（35−25）=46.81Kg/s=168516Kg/h 。
§4.工艺结构尺寸已知两流体允许压降均不大于35KPa ，与煤油相比，水的对流传热系数一般较大。
由于循环冷却水易结垢，会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，考虑到散热降温方面的因素，应该让循环自来水走管程，煤油走壳程。
4.1 管径和管内流速列管式换热器内的适宜流速范围则初步选择φ25×2.5mm 的碳钢管，管内径d i =25-2.5x2=20mm ，管内流速取u i =1.2m/s 。
4.2管程数和传热管数n s =q v π4d i 2u i = 46.81/995.70.785×0.022×1.2 =124.8≈125 根按单管程计算，所需的传热管长度为L= A pπd o n s = 93.883.14×0.025×125=9.58m 。
若按照单管程设计，则管长过长，不宜使用，故采用多管程设计。
取传热管长为5m ，则换热器管程数应为N p =2，传热管总数为N t =125x2=250根。
4.3传热管排列和分程方法管子在管板上的排列方式最常用的如下图（a）（b）（c）（d）所示，包括正三角形排列（排列角为300）、同心圆排列、正方形排列（排列角为900）、转角正方形排列（排列角为450）。
当管程为多程时，则需采取组合排列，如下右图。
采用组合排列法，即每程均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
换热管中心距查表如下（mm）：则横过管束中心线的管束为n=1.1√N T=1.1√250=17.39≈18。
4.4 壳体内径采用多管程设计，取管板利用率为η=0.7，则壳体内径为D=1.05t√N Tη=1.05×32×√2500.7=634.9mm按卷制壳体的进级档可取D=700mm。
4.5折流板折流板间距多为100mm，150mm，200 mm，300mm，450 mm，600 mm，800 mm，1000 mm。
折流板厚度与壳体直径和折流板间距有关，如下表（mm）：支承板厚度一般不应小于上表数据，支承板不允许的最大间距参考下表：经选择，采用弓形折流板，取弓形折流圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为h=25%×700mm=175mm。
取折流板间距B=0.3D，则B=0.3×700mm=210mm，可取B=200mm，因而查表可得，折流板厚度为5mm，支承板厚度为8mm，支承板允许不支承最大间距为1800mm。
折流板数为N b=5000200-1=24块。
折流板圆缺面水平装配。
4.6 接管4.6.1壳程流体进出管时接管：取接管内煤油流速为u=1m/s，则接管内径为D1=√4Vπu1= √4×30176.8/（3600×825）3.14×1= 0.1138m=113.8mm。
4.6.2管程流体进出口时接管：取接管内冷却水流速 u2＝1.5m/s，则接管内径为= 。
D2 = √4Vπu24.7壁厚的确定和封头4.7.1壁厚查资料易知，圆筒厚度为8mm，椭圆形封头与圆筒厚度相等，亦为8mm。
4.7.2 椭圆形封头示意图如下：查表易得其尺寸数据如下表：4.8 管板管板除了和管子和壳体等连接外，还是换热器重一个重要的受压器件。
4.8.1管板的结构尺寸查相关资料得，固定管板式换热器的管板主要尺寸如下表：4.8.2管板厚度考虑到腐蚀裕量，以及有足够的厚度能防止接头的松脱、泄露和引起振动等原因，建议最小厚度应大于20mm 。
管板最小厚度如下表：换热管外径为25mm ，因而管板厚度取为3d 0/4=18.75mm ，则综上取为20mm 。
§5.换热器核算5.1热流量核算（1）壳程表面传热系数：对圆缺形的折流板，可采用克恩公式：000.36e e d u a d μρλμμλμ=0.14p wc （）（）（）计算壳程当量直径，由正三角形排列可得：42e d ππ=200（-d ）4d =025.014.3)025.0785.0032.023(422⨯⨯-=0.020m壳程流通截面积： S o =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=032.0025.010.70.2)t d -BD(1o =0.03062m 壳程流体最小流速为：00000140010000.53/243600624.890.0489v m q q u m s A A ρ⨯====⨯⨯⨯=0306.0)8253600/(8.30176⨯=0.33m/s 。
雷诺准数为： Re o =7384000715.082532.002.0=⨯⨯=o o o o u d μρ 普兰特准数为： Pr o =34.1114.0000718.02220=⨯=o o c λμ Nu=0.360.551/3Re Pr μμ0.14w （）。