煤油冷却器设计原版
《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。
煤油冷却器的设计
南京工业大学《材料工程原理B》课程设计设计题目：煤油冷却器的设计专业：高分子材料科学与工程班级：高材0801学号： 04*名：***指导教师：***日期： 2010/12/30设计成绩：目录一.任务书 (3).设计题目.设计任务及操作条件.设计要求二.设计方案简介……………………………………………………………………………………… .-3-.换热器概述列管式换热器.设计方案的拟定.工艺流程简图三.热量设计 (5).初选换热器的类型.管程安排（流动空间的选择）及流速确定.确定物性数据.计算总传热系数.计算传热面积四.工艺结构设计 (8).管径和管内流速.管程数和传热管数.平均传热温差校正及壳程数.传热管排列和分程方法.壳程内径及换热管选型汇总.折流板.接管五.换热器核算 (13).热量核算.压力降核算六.辅助设备的计算和选择 (17).水泵的选择.油泵的选择七.设计结果表汇 (20)八.参考文献 (20)九.心得体会 (21)附图：（主体设备设计图，工艺流程简图）§一．化工原理课程设计任务书设计题目煤油冷却换热器设计设计任务及操作条件1、处理能力×104t/y2、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：工业硬水，入口温度20℃，出口温度40℃（3）油侧与水侧允许压强降：不大于105 Pa（4）每年按330天计，每天24小时连续运行（5）煤油定性温度下的物性参数：设计要求选择合适的列管式换热器并进行核算绘制换热器装配图（见A4纸另附）§二．设计方案简介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。
在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%~20%，在炼油厂约占总费用35%~40%。
换热器在其他部门，如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。
因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的意义。
煤油冷却器设计
目录第1章工艺综述 (2)1.2工艺原理 (2)1.3工艺流程 (3)第2章工艺计算 (4)2.1设计参数 (4)2.2管径和管内流速 (5)2.3 估算换热面积 (7)2.4 管程数和传热管数的计算 (7)2.5 传热管排列和分程方法的确定 (8)2.6 壳体内径以及折流板数的计算 (8)第3章结构设计 (10)3.1 封头和圆筒厚度 (10)3.2 接管 (10)3.3 折流板 (11)3.4分程隔板 (12)3.5 拉杆的数量与直径 (12)3.6判断是否安装膨胀节 (12)3.7 支座 (14)第4章强度计算 (15)4.1传热系数核算 (15)4.2 壁温核算 (17)4.3 压强降的核算 (17)第5章设计结果一览表 (20)参考文献 (21)评价表 (22)第1章工艺综述1.1 装置简介ARGG装置包括反应-再生、分馏、吸收塔、气压机、能量回收及余热锅炉、产品精制几部分租成，ARGG工艺以常压渣油等重油质油为原料，采用重油转化和抗金属能力强，选择性好的ARG催化剂，以生产富含丙烯、异丁烯、异丁烷的液化气、并生产高辛烷只汽油。
1.2工艺原理1.2.1催化裂化部分催化裂化是炼油工业中最重要的二次加工过程，是重油轻质化的重要手段。
它是使原料油在适宜的温度、压力和催化剂存在的条件下，进行分解、异构化、氢转移、芳构化、缩和等一系列化学反应，原料油转化为气体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的生产过程。
催化裂化的原料油来源广泛，主要是常减压的馏分油、常压渣油、减压渣油及丙烷脱沥青油、蜡膏、蜡下油等。
随着石油资源的短缺和原油的日趋变重，重油催化裂化有了较快发展，处理的原料可以是全常渣甚至是全减渣。
在硫含量较高时，则需用加氢脱硫装置进行处理，提供催化原料。
催化裂化过程具有轻质油收率高、汽油辛烷值较高、气体产品中烯烃含量高等特点。
催化裂化生产过程的主要产品是气体、汽油和柴油,其中气体产品包括干气和液化石油气，干气作为本装置燃料气烧掉，液化石油气是宝贵的石油化工原料和民用燃料。
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。
6万吨年煤油冷却器设计
6万吨/年煤油冷却器设计摘要：换热器是实现化工生产过程中热量传递的主要设备，本次论文设计的是煤油冷却器，首先依据给定的工艺条件初步选择合适的换热器类型，再估算其换热面积；然后通过传热系数校核，计算出实际的换热面积。
经过验证传热面积能符合设计要求；壳程及管程的压力降可以满足工艺要求。
最后根据设计计算结果进行了装配图的绘制。
关键词：煤油；冷却器；传热面积；压降Design of year kerosene cooler with annual outputof 60,000 tonsAbstract: Heat exchanger is the main equipment for heat transfer in the process of chemical production. The kerosene cooler design was carried out in this paper. First, the appropriate heat exchanger type was initially chosen according to the given conditions, and then the heat transfer area was estimated. Second, the actual heat transfer area was obtained through check of the heat transfer coefficient.It can be found that the tube pressure drop, shell pressure drop and heat transfer area all can meet the design requirements based on the verification results. Finally, assembly drawing of the condenser was drawn according to the design results.Key words: k erosene;cooler; heat transfer area; pressure drop目录1 绪论 (1)1.1 煤油的来源 (1)1.2 煤油的性质 (1)1.3 煤油的用途 (1)1.4 煤油的毒性危害 (1)1.5 煤油的泄露处理 (2)1.6 煤油的储运 (2)2 换热器 (2)2.1 换热器的简介 (2)2.2 列管式换热器的种类 (3)2.2.1 固定管板式换热器 (3)2.2.2 U型管式换热器 (3)2.2.3 浮头式换热器 (4)2.2.4填料函式换热器 (5)2.3 换热器的发展趋势 (5)3 设计方案的确定 (6)3.1 选择换热器的类型 (6)3.2 流动空间及流速的确定 (6)3.3 管材的选择温度及流体的腐蚀性 (7)3.4 换热管与管板的连接 (7)3.6 计算相关的物理量 (9)4 工艺结构尺寸的计算 (10)4.1 管径和管流速 (10)4.2 管程数和传热管数 (10)4.3 传热管的排列和分程方法 (10)4.4 换热管排布 (11)4.5 壳体径 (12)4.6 折流板 (12)4.7 接管 (13)4.8分程隔板 (13)4.9 支座的选择 (14)4.10 计算壳体壁厚 (15)4.11 拉杆的直径和数量 (15)4.12 封头 (16)5 换热器核算 (17)5.1 热流量核算 (17)5.1.1 壳程对流传热系数 (17)5.1.2 管程对流传热系数 (17)5.1.3 总传热系数K (18)5.1.4 传热面积S (18)5.2 核算压强降 (19)5.2.2 壳程压强降 (20)6 结论 (21)参考文献 (22)辞 (28)1 绪论1.1 煤油的来源煤油的名称来源于希腊keros，在18世纪只有在美国的Downer公司和北美Gas Light公司把他们的灯油称作为煤油，直到最后才成为了通用的商标。
煤油冷却器设计
课程设计报告( 2016—2017年度第一学期)名称：化工原理题目：煤油冷却器的设计院系：环境科学与工程学院班级：能化1402 学号： 201405040207 学生姓名：冯慧芬指导教师：朱洪涛设计周数： 1 成绩：日期：2016 年 11月目录一．任务书1.1目的与要求1.2.主要内容二．设计方案简介2.1.换热器概述2.2 列管式换热器2.3.设计方案的拟定三．工艺计算及主体设备设计3.1热量设计3.1.1.初选换热器的类型3.1.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定3.1.3.确定物性数据3.1.4.计算总传热系数3.1.5.计算传热面积3.2工艺结构设计3.2.1管径和管内流速3.2.2管程数和传热管数3.2.3平均传热温差校正及壳程数3.2.4传热管排列和分程方法3.2.5折流板3.2.6壳程内径及换热管选型汇总3.3换热器核算3.3.1热量核算3.3.2压力降核算四．辅助设备的计算及选型4.1 封头4.2 缓冲挡板4.3 放气孔、排液管4.4 假管4.5 拉杆和定距管4.6 膨胀节4.7 接管五．设计结果一览表六．心得体会七．参考文献八．主体设备的工艺条件图一．任务书1.1 目的与要求1. 要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成列管换热器设计任务。
2. 使学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
3. 熟悉和掌握查阅技术资料、国家技术标准，正确地选用公式和数据。
1.2 主要内容1.2.1处理能力：25000kg/h 煤油1.2.2设备型式：列管换热器1.2.3操作条件：煤油：入口温度：140℃出口温度：40℃冷却介质：自来水入口温度：30℃出口温度：40℃允许压强降：不大于100kPa煤油定性温度下的物性参数：密度825kg/m3粘度7.15×10-4Pa·s比热容2.22kJ/kg·℃导热系数0.14W/m·℃水定性温度下的物性参数：密度994kg/m3粘度7.28×10-4Pa·s比热容4.174kJ/kg·℃导热系数0.626W/m·℃1.2.4主体设备工艺条件图。
煤油冷却器毕业设计
煤油冷却器毕业设计毕业设计：煤油冷却器设计摘要：本文介绍了一种基于煤油的冷却器设计，该设计主要用于冷却热水器、发动机等设备。
本设计中采用了顶盖螺丝、底座、热管、铝鳍片等部件。
通过改变顶盖螺丝的材料、直径，底座的形状、尺寸，铝鳍片的数量、厚度，优化了冷却器的导热、换热性能。
最终实验结果表明，该煤油冷却器的性能稳定可靠，可广泛应用于不同领域的冷却需求。
关键词：煤油冷却器、热管、铝鳍片、导热、换热1. 引言随着科技的发展和工业的进步，越来越多的设备需要进行降温或冷却。
冷却器作为一种实用的降温设备，广泛应用于发动机、热水器、空调等各类设备中。
本文介绍了一种基于煤油的冷却器设计，旨在提高冷却器的效率和稳定性。
2. 冷却器设计本设计采用了顶盖螺丝、底座、热管、铝鳍片等部件。
其中，热管是冷却器的核心部件，其内部填充着煤油等导热介质。
铝鳍片的作用是增大冷却器的散热面积，提高散热效率。
在设计中，我们改变了顶盖螺丝的材料、直径，底座的形状、尺寸，铝鳍片的数量、厚度等因素，通过优化这些因素，提高了冷却器的导热、换热性能。
3. 实验结果本设计的煤油冷却器经过多组实验测试，其性能稳定可靠。
在实验中，我们将冷却器接入发动机冷却回路进行测试，测试结果表明，冷却器的降温效果明显，能够使发动机工作温度下降10℃左右，并能够稳定工作长达100小时以上。
4. 结论本文介绍了一种基于煤油的冷却器设计，优化了冷却器的导热、换热性能，通过实验验证了该设计的可靠性和稳定性。
该煤油冷却器的技术应用前景广阔，可以应用于不同领域的冷却需求。
煤油冷却器的课程设计1
煤油冷却器的课程设计1板式换热器设计任务书一、设计题目：煤油冷却器的设计二、设计任务1 、处理能力：19.8 X 104 t年煤油2 、设备型号：列管式换热器3 、操作条件：煤油：入口温度140C，出口温度40C冷却介质：循环水，入口温度30C，出口温度38C允许压降：不大于105Pa每年按330 天计建厂地址：广西三、设计要求1 、选择适宜的列管式换热器并进行核算2 、要进行工艺计算3 、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等）4 、编写设计任务书5 、进行设备结构图的绘制（用420*594 图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。
一剖面图，两个局部放大图。
设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。
）化工原理课程设计说明书题目：列管式换热器的设计系别：班级：学号：姓名：指导教师：日期：2019 年1 月5 日目录、设计方案............................................ (5)1.换热器的选择..... 5 2．流动空间及流速的确定.................... 5二、物性数据.......... 5三、计算总传热系数： (6)1.热流量......... 6 2.平均传热温差..... 63.冷却水用量..6 4.总传热系数K......... 6四、计算换热面积... 7五、工艺结构尺寸... 71.管径和管内流速..7 2.管程数和传热管数............................. 73.平均传热温差校正及壳程数............. 8 4.传热管排列和分程方法..................... 8 5.壳体内径..... 8 6.折流.................. 8 7.接板管........................... 8六、换热器核算..... (9)1.热量核算.............. 9 2.热量重新核算......... 1 0 3.换热器内流体的流动阻力.............. 1 1 4.换热器主要结构尺寸和计算结果.................................................... 13 七、设计的评述..................... ................................................. 14 八、参考文献 ..................................................... 14 九、主要符号说明 ............................................. 15 十、主体设备条件图及生产工艺流程图........................................... (15)1 换热器类型的选择在本次设计任务中，两流体温度变化情况：热流体进口温度140C，出口温度40C；冷流体(循环水)进口温度30C，出口温度38C。
管式换热器(煤油冷却器)的设计
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09级生物工程（2）班学生姓名学号指导教师孙兰萍二O一一年十二月二十日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）处理能力: M ⨯104 t/Y 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允许压降：不大于105 Pa 。
④煤油定性温度下的物性数据：3/825m kg C =ρ；s Pa C ⋅⨯=-41015.7μ；pC c ＝2.22kJ/(kg.℃)；C λ＝0.14 W/(m.℃)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。
（4）建厂地址 天津地区1.3 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。
1.4 工作计划1、领取设计任务书，查阅相关资料（1天）；2、确定设计方案，进行相关的设计计算（2天）；3、校核验算，获取最终的设计结果（1天）；4、编写课程设计说明书（论文），绘制草图等（1天）。
1.5 设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及打印稿1份，并附简单的设备草图。
2、课程设计结束时，将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师：（1）封面（具体格式见附件1）（2）目录（3）课程设计任务书（4）课程设计说明书（论文）（具体格式见附件2）（5）参考文献（6）课程设计图纸（程序）1.6 几点说明1、本设计任务适用班级：09生物工程（本）2班（其中：学号1-15号，M=15；学号16-30号，M=25；学号31-46号，M=40）；2、课程设计说明书（论文）格式也可参阅《蚌埠学院本科生毕业设计（论文）成果撰写规范》中的相关内容。
指导教师：教研室主任：系主任：2 确定设计方案2.1 选择换热器的类型两流体的温度变化情况：热流体即煤油的进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体即循环水进口温度30℃，出口温度40℃。
材科0902煤油冷却器(列管式换热器)设计任务书
材科0902---煤油冷却器设计任务书
（一）设计题目
煤油冷却器设计
（二）设计任务及操作条件
1、处理能力见下表
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：自来水，入口温度30℃，出口温度40℃
（3）允许压强降：不大于105 Pa
（5）每年按330天计，每天24小时连续运行
煤油处理能力表
1本设计组（列管式换热器组）集中辅导时间：1月31日（星期六）第1、2节，地点厚学楼110，请同学们准时上课；
2请把<化工原理课程设计A>一书中p37～p59“列管式换热器”内容打印好，设计时参考；
联系电话（陆雷老师）。
煤油冷却器设计
河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 煤油冷却器设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺学号:姓名: 张冠雄指导教师: 王兴鹏2016年11月21日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、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）25000 吨/年操作周期7200 小时/年2.操作条件煤油入口温度120℃，出口温度40℃冷却介质自来水，入口温度20℃，出口温度40℃允许压降≦105Pa冷却水温度20℃饱和水蒸汽压力0.25Mpa(表压)3.设备型式列管式换热器4.厂址上海（压力：1atm ）三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.换热器的工艺计算3.换热器的主要尺寸设计4.辅助设备选型5.设计结果汇总6.绘制换热器总装配图：主视图、俯视图、剖面图、两个局部放大图7.设计评述目录1概述 ..................................................................................................... 错误!未指定书签。
1.1化工原理课程设计的目的、要求 .................................................. 错误!未指定书签。
1.2列管式换热器及其分类 .................................................................. 错误!未指定书签。
1.3换热器的设计要求 .......................................................................... 错误!未指定书签。
1.4符号说明 .......................................................................................... 错误!未指定书签。
煤油冷却器
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生物工程（2）班学生姓名杨鑫学号1101815021 指导教师左广玲目录1 《化工原理》课程设计任务书 ............................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 设计任务 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 操作条件 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 设计要求 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
2 《化工原理》课程设计说明书 ............................................................................... 错误!未定义书签。
2.1 前言 (3)2.2 工艺流程图及说明 (4)3 生产条件的确定 (4)4 换热器的设计计算 (4)4.1 选择换热器类型 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
推荐-年处理量84×104吨煤油冷却器的设计 精品
食品工程原理课程设计任务书设计题目：年处理量8.4×104吨煤油冷却器的设计一、操作条件1. 煤油：入口温度156℃出口温度50℃2. 冷却介质：循环水入口28℃，出口温度40℃3. 允许压力降：不大于30kPa4. 年开工天数：300天；每天24h连续生产5. 定性温度下煤油的物性数据：密度=825kg﹒m-3，黏度=7.15×10-4Pa﹒s，比热=2.22kJ﹒（kg·℃）-1，热导率=0.14W（m·℃）二、设计任务1.处理量：84×103t/年2. 设备形式：列管式换热器3. 选择事宜的列管换热器并进行核算4. 绘制工艺流程图和设备结构图5. 输送机械的设计：循环水泵三、设计要求使用统一课程设计格式（详见许昌学院课程设计编写要求）。
主要项目及编排顺序为：①设计说明书封面(使用统一模板)；②任务书；③摘要；④目录；⑤设计方案简介；⑥工艺过程计算及设备工艺尺寸的计算；⑦辅助设备的计算及选型；⑧附录：工艺流程图及设备结构图；⑨参考文献⑩设计评述；指导教师：孙国富徐静莉完成日期：20XX年12月17日～12月 28本设计是进行煤油冷却器的设计，主要进行了换热器的选型以及水泵的型号选择。
设计的前半部分是换热器的选型，根据给定的条件估算换热面积，进行换热器的选择，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降的计算。
设计的后半部分是关于水泵的选择，根据换热器以及给定的条件计算出最大流量和压头确定水泵的型号。
关键词：浮头式换热器传热系数水泵年处理量8.4×104吨煤油冷却器的设计1引言1.1热换器的类型热换器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产中应用最为广泛，在化工中热换器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
热换器的类型很多，性能各异，根据冷、热流体换热方式的不同可将换热器分为混合式换热器、蓄热式换热器和间壁式换热器三种。
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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。
因为使用条件的不同，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，固定管板式目录一、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。
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。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也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和作用不同，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、固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，<或膨胀节）。
当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。
2、U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。
管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
3、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，完全消除了温差应力。
特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，消除温差应力，应用普遍。
二、工艺流程草图及设计标准2.1工艺流程草图因为循环冷却水易结垢，为便于水垢的清洗，选择循环水做管程流体，煤油做壳程流体。
管程与壳程流体的进出方向为上图所示，并选择逆流传热。
图中水由泵1经过管程沿所示方向流动，煤油由泵1经过壳程沿所示方向流动。
冷却循环水与煤油在设计的换热器中进行热交换，煤油由初温140℃降温至，40℃冷却循环水由初温升30℃温至40℃。
2.2设计标准<1）JB1145-73《列管式固定管板热交换器》<2）JB1146-73《立式热虹吸式重沸器》<3）中华人民共和国国家标准.GB151-89《钢制管壳式换热器》.国家技术监督局发布，1989<4）《钢制石油化工压力容器设计规定》<5）JBT4715-1992《固定管板式换热器型式与基本参数》<6）HGT20701.8-2000《容器、换热器专业设备简图设计规定》<7）HG20519-92《全套化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》<8）中华人民共和国国家标准 JB4732-95 《钢制压力容器—分析设计标准》<9）中华人民共和国国家标准 JB4710-92 《钢制塔式容器》<10）中华人民共和国国家标准 GB16749-1997 《压力容器波形膨胀节》三、换热器设计计算3.1确定设计方案3.1.1选择换热器的类型本次设计为煤油冷却器的工艺设计，工艺要求煤油<热流体）的入口温度140℃，出口温度40℃。
采用循环冷却水作为冷却剂降低热的没有温度，冷却水的入口温度30℃，根据经验结合选厂地址的水资源现状况，选定冷却水的出口温度40℃。
根据间壁式换热器的分类与特性表，结合上述工艺要求，最大使用温差小于120℃,选用固定管板式换热器，又因为管壳两流体温差大于60℃，故因选用带膨胀节的固定管板式换热器。
3.1.2流体流径流速的选择根据流体流径选择的基本原则，循环冷却水易结垢，而固定管板式换热器的壳程不易清洗，且循环冷却水的推荐流速大于煤油的推荐流速，故选择循环冷却水为管程流体，煤油为壳程流体。
根据流体在直管内常见适宜流速，管内循环冷却水的流速初选为ui=1.0m/s,管子选用的较好级冷拔换热管<换热管标准：GB8163）。
3.2确定物性参数定性温度：可取流体进口温度的平均值。
管程流体的定性温度为：<℃）煤油90℃下的物性数据：(℃>根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
3.3、估算传热面积3.3.1热流量m0=<kg/h）Qo=m0c p0Δt0=27500×2.22×(140-40>=6.15×106kJ/h=1695.8 kW3.3.2平均传热温差(℃>3.3.3传热面积假设壳程传热系数：α=400 W<m2•℃），管壁导热系数λ=45 W<m2•℃）则K=298.7W/(m2·K>,则估算面积为：S’=Q0/(K×Δtm>=1.696×106/(298.7×39>=145.86(m2>考虑15%的面积裕度则：S=1.15×145.86=167.74(m2>3.3.4冷却水用量<kg/h）3.4、工艺结构尺寸3.4.1管径和管内流速= 1.5m/s 选用ф25×2.5较高级冷拔传热管(碳钢10>，取管内流速ui3.4.2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=88.78≈89<根）按单程管计算，所需的传热管长度为：=24<m）按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构，根据本设计实际情况，采用标准设计，现取传热管长为l=6m，则该换热器的管程数为：N P=L/l=24/6=4传热管总根数：N T=89×4=356<根）3.4.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数：R=(140-40>/(40-30>=10。
P=(40-30>/(140-30>=0.091按单壳程，4管程结构，温差校正系数应查有关图表可得φΔt=0.82平均传热温差Δt m=φΔtΔt m =0.82×39=32<℃）因为平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取単壳程合适。
3.4.4传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
取管心距t=1.25d0，则t=1.25×25=31.25≈32(mm>横过管束中心线的管数3.4.5壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η＝0.7，则壳体内径为D==757.7 (mm>按卷制壳体的进级挡，圆整可取D=800mm。
3.4.6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％，则切去的圆缺高度为h＝0.25×800=200<mm）折流板间距B=0.3D,则B=0.3×800=240mm取250mm。
折流板数 N B= -1=-1=23 (块>3.4.7接管壳程流体进出口接管：取接管内煤油流速为u＝1.0m/s，则接管内径为：D1=<m），取管内径为110mm。
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速 u＝1.5 m/s，则接管内径为mm圆整可取 =200mm 。
3.5换热器核算3.5.1热流量核算3.5.1.1壳程表面传热系数可采用克恩公式：当量直径，由正三角排列得：de=<m）壳程流通截面积：=0.044<m2）壳程流体流速及其雷诺数分别为：u0=<m/s）Re==4846普朗特准数Pr=；粘度校正ɑ==1013.57 W/(m2·K>3.5.1.2管内表面传热系数ɑi管程流体流通截面积：S i=0.785×0.022×356/4=0.028<m2）管程流体流速及其雷诺数分别为：==1.499<m/s）ui==40939.1Rei普朗特准数Pr=ɑ=0.023×=6560.4 W/ (m2·K>i3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻查有关文献知可取：管外侧污垢热阻 R0=0.000172 m2·K/W管内侧污垢热阻 Ri=0.000344m2·K/W管壁热阻查有关文献知碳钢在该条件下的热导率为λ=45 W/(m·K>。
3.5.1.4计算传热系数K ==436.9 W/<m·℃）计算传热面积S:S===121.3<m2）该换热器的实际传热面积：Sр==3.14×0.025×(6-0.06>×(356-23>=155.27<m2）3.5.1.5换热器的面积裕度H=×100%=×100%=28.01%传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。