化工原理课程设计说明书

化工原理课程设计

题目：列管式换热器

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学生姓名：王梦萍

指导老师：赖万东

学院：轻工与食品学院

班级：2011级食品科学与工程

学生学号： 1102

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时间： 2014年7月

目录

第一章设计任务书........................................ 错误!未定义书签。

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一、设计项目............................................ 错误!未定义书签。

二、任务（具体要求）及步骤： ............................. 错误!未定义书签。

三、作业份量：........................................... 错误!未定义书签。第二章确定设计方案...................................... 错误!未定义书签。

一、选择换热器的类型 .................................... 错误!未定义书签。

二、流动方向及流速的确定 ................................ 错误!未定义书签。

三、安装方式............................................ 错误!未定义书签。第三章设计条件及主要物性参数............................ 错误!未定义书签。

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一、设计条件............................................. 错误!未定义书签。

二、确定主要物性数据 ..................................... 错误!未定义书签。第四章传热过程工艺计算.................................. 错误!未定义书签。

一、估算传热面积 ......................................... 错误!未定义书签。

二、主体构件的工艺结构尺寸 ............................... 错误!未定义书签。

三、换热器主要传热参数核算 ............................... 错误!未定义书签。第五章机械结构设计...................................... 错误!未定义书签。

一、壳体、管箱壳体及封头 ................................. 错误!未定义书签。

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二、管板............................................... 错误!未定义书签。

三、拉杆................................................. 错误!未定义书签。

四、换热管............................................... 错误!未定义书签。

五、分程隔板............................................. 错误!未定义书签。

六、折流板............................................... 错误!未定义书签。

七、管箱................................................. 错误!未定义书签。第七章附属设备选型..................................... 错误!未定义书签。

一、接管及其法兰 ......................................... 错误!未定义书签。

二、排气、排液管 ........................................ 错误!未定义书签。

三、支座设计............................................. 错误!未定义书签。第八章设计计算结果汇总表................................ 错误!未定义书签。第九章参考资料.......................................... 错误!未定义书签。

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第一章设计任务书

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某工厂需设计一换热器，将乙炔气体冷却至一定温度，冷却剂用浓度为25%（质量）CaCl2盐水。设计的基础数据如下：

（1）乙炔气体

处理量 5500 m3/h，初温 31 ℃

终温 11 ℃操作压强 16 kgf/cm2（绝压）

（2）25% CaCl2盐水

初温： -11 ℃；终温： -5 ℃

一、设计项目

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1 确定设计方案；换热器型式，流体流向的选择，换热器的安装方式等。

2 换热器的工艺计算和强度计算，附属设备选型。

3 绘制乙炔气冷却过程工艺流程图，换热器装配图。

4 编写设计说明书。

设计要求在规定时间内独立完成，设计方案合理，论述清楚，计算正确，制图无误，答辩流利正确。

二、任务（具体要求）及步骤：

（一）工艺设计

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1、了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能。对确定的换热器型式（管壳式或板式换热器材料）进行简要论述。（如果有时间和兴趣，可对液化石油气运输船的再液化装置流程进行论述，以理解本设计的实际意义。）

2、由热平衡计算传热量的大小，并确定第二种换热流体（海水）的用量。

3、决定流体通入的空间（管内管外）。

4、计算流体的定性温度，以确定流体的物性数据。

5、初算有效平均温差。一般先按逆流计算，然后再校核。

6、选取管径和管内流速。

7、计算总传热系数K值，包括管程对流传热系数和壳程对流传热系数的计算、金属壁厚和污垢热阻的确定。由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此一般先假设一个壳程对流传热系数，以计算K值，然后再作校核。

8、初估传热面积。考虑安全系数和初估性质，因而常取实际传热面积是计算值的~倍。

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9、选择管长L。

10、计算管数N。

11、校核管内流速，确定管程数。

12、画出排管图，确定管距，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等。

13、校核管程对流传热系数和壳程对流传热系数。

14、校核有效平均温差。

15、校核传热面积，应有一定安全系数，否则需重新设计。

16、计算流体流动阻力。如阻力超过允许范围，需调整设计，直至满意为止。

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17、其他。如流体进出口管管径的计算等。

（二）结构设计

包括：换热管在管板上的固定方法；分程隔板与管板的连接；管板与壳体的连接；折流板与支承板等的连接；换热器安装方式等。

（三）机械设计

包括：确定壳体壁厚、管板尺寸；选择换热器封头、法兰、接管（流体进出口管）法兰、支座、接管设计。管子拉脱力核算等。

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三、作业份量：

1、设计说明书一份，内容包括：

（1）目录；

（2）设计任务书；

（3）工艺流程图；

（4）流程方案的说明与论证；