列管式换热器课程设计说明书
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。
列管式换热器设计说明书
摘要：列管式换热器属于间壁式换热器，冷热流体通过换热管壁进行热量的交换。
参照任务书的任务量,需设计年冷却15000吨乙醇的列管式换热器，设计时先确定流体流程，壳程走乙醇，其进、出口温度都为80℃，相变放出潜热，井水走管程冷却乙醇，进口温度为32℃，出口温度为40℃。
再进行热量衡算、传热系数校核，初选冷凝器的型号，然后通过进行设备强度校核等一系列的计算和选型，最终确定的设计方案为固定管板式换热器，所选用型号为BEM400-2.5-30-9/25-2 Ⅰ，换热器壳径为400mm，总换热面积为27.79m2,管程为2，管子总根数为60，管长6000 mm,管束为正三角排列，两端封头选取标准椭圆封头。
关键词：列管式换热器，乙醇，水，温度，固定管板式。
Abstract:The tube type heat exchanger is a dividing wall type heat exchanger, fluids with different temperatures exchange heat by means of tube wall’s heat transfer.According to the assignment, A tube type heat exchanger which has a process capacity of .⨯41510t/a is needed. The ethanol flow in the shell,the temperature in the entrance and exits is 80℃.The water which cool the ethanol flow in tubes, the inlet and outlet temperatures are 32℃and 40℃.Then by taking series calculating to confirm the module of the heat exchanger . After the design of intensity designing and a series calculating and choosing , the last result of our design is the fasten-board heat exchanger. The style of the heat exchangeis9BEM400 2.530 225Ⅰ----, and the diameter of the receiver is400mm ,The area of the heat exchange is 27.79 m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 tubes.And the length of tubes is 6000mm . Tubes are ranked of the shape of triangle ，the envelops are oval-shaped.目录1前言 (3)2设计条件 (3)3设计方案的确定 (3)3.1设计原则 (3)3.2结构初选 (4)4列管式换热器的设计计算 (10)4.1列管式换热器型号的初选 (10)4.2核算总传热系数： (13)5列管式换热器的初步计算及选型 (15)5.1试算并初选换热器规格 (15)5.2设计校核 (19)6设备尺寸的确定及强度校核 (22)6.1计算圆筒厚度 (22)6.2封头设计 (23)6.3拉杆定距管尺寸 (24)6.4管板 (25)6.5容器法兰 (26)6.6接管与接管补强 (27)6.7管箱的计算 (33)6.8折流挡板 (33)6.9焊接方式 (34)6.10支座 (34)6.11辅助设备 (38)7设计结果概要 (39)8课程设计心得 (40)9参考文献 (42)1前言艰辛知人生，实践长才干。
列管式换热器设计说明书
食品科学与工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称列管式换热器设计说明书专业班级 10食品科学与工程1班2012 年 01 月 06 日目录1、设计方案 (2)1 .1 设计条件 (2)2、衡算 (2)2.1传热面积的计算： (3)2.1.1煤油用量 (3)2.1.2平均传热温差 (3)2.1.3热流量 (3)2.1.4初传热面积 (3)2.2确定换热管数目和管程数目 (3)2.2.1管层数和传热管数 (3)2.2.2平均传热温差及壳层数平均温差较正系数： (4)2.3传热管排列和分层方法 (4)2.3.1隔板中心到最近一排管中心距 (4)2.3.2壳体直径 (4)2.3.3折流板 (4)2.3.4接管 (4)2.4换热器核算 (5)2.4.1传热面积核算 (5)2.4.2壳程传膜系数 (5)2.4.3污垢热阻和管壁热阻 (6)2.4.4总传热系数K (6)2.4.5传热面积校核 (6)2.5换热器内压核算 (6)2.5.1管程阻力 (6)2.5.2壳程阻力 (7)3 附录及图纸 (7)4总结 (8)5参考文献 (8)6附图 (8)1、设计方案列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
本论文是工业生产煤油用冷却水冷却的换热器进行选择、及主要设备工作部件尺寸的设计。
1 .1 设计条件水入口温度10℃，出口温度60℃，流量20 m3/h；煤油入口温度170℃，出口温度50℃。
2、衡算管层的定性温度T=10/2+60/2=35℃；壳层的定性温度T=170/2+50/2=110℃。
查询煤油物理性质表[1]煤油在110℃下有关物理参数如下：密度ρ=825kg/m3；粘度μ=7.15×10-4Pa·s；比热容Cp=2.2kJ/(kg·℃)；导热系数λ=0.14W/(m·℃)。
查询饱和水的物理性质表[2]水在35℃有关的物理参数：密度ρ=994.2kg/m3；粘度μ=0.723×10-3Pa ·s ；比热容C p =4.174kJ/(kg ·℃)；导热系数λ=0.626W/(m ·℃)。
列管式换热器-课程设计说明书
列管式换热器-课程设计说明书《化工原理》列管式换热器课程设计说明书学院：班级：学号：姓名：指导教师：时间：年月日目录一、化工原理课程设计任务书 (2)二、确定设计方案 (3)1.选择换热器的类型2.管程安排三、确定物性数据 (4)四、估算传热面积 (5)1.热流量2.平均传热温差3.传热面积4.冷却水用量五、工艺结构尺寸 (6)1.管径和管内流速2.管程数和传热管数3.传热温差校平均正及壳程数4.传热管排列和分程方法5.壳体内径6.折流挡板 (7)7.其他附件8.接管六、换热器核算 (8)1.热流量核算2.壁温计算 (10)3.换热器内流体的流动阻力七、结构设计 (13)1.浮头管板及钩圈法兰结构设计2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计3.管箱结构设计4.固定端管板结构设计5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计............146.外头盖结构设计7.垫片选择8.鞍座选用及安装位置确定9.折流板布置10.说明八、强度设计计算 (15)1.筒体壁厚计算2.外头盖短节、封头厚度计算3.管箱短节、封头厚度计算 (16)4.管箱短节开孔补强校核 (17)5.壳体接管开孔补强校核6.固定管板计算 (18)7.浮头管板及钩圈 (19)8.无折边球封头计算9.浮头法兰计算 (20)九、参考文献 (20)一、化工原理课程设计任务书某生产过程的流程如图3-20所示。
反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。
已知混合气体的流量为231801kg h ，压力为6.9MPa ，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口的温度为39℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。
已知：混合气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值） 密度 3190kg m ρ= 定压比热容1 3.297p c kj kg = ℃ 热导率10.0279w m λ= ℃ 粘度51 1.510Pa s μ-=⨯循环水在34℃下的物性数据： 密度 31994.3kg m ρ= 定压比热容1 4.174p c kj kg = K 热导率10.624w m λ= K 粘度310.74210Pa s μ-=⨯二、确定设计方案1．选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
列管式换热器课程设计说明
设计题目安阳工学院课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：列管式换热器院系：化学与环境工程学院专业班级：高分子材料与工程10-1班2012年11月16日设计要求：(1) 处理能力：5X 105t/a热水(2)操作条件：①热水:入口温度80C ,出口温度60C.②冷却介质：循环水，入口温度30C,出口温度40C .③允许压降：不大于105Pa.④每年按300天计算，每天24小时连续运行•学生应完成的工作：(1) 根据换热任务和有关要求确认设计方案；(2) 初步确认换热器的结构和尺寸；(3) 核算换热器的传热面积和流体阻力；(4) 确认换热器的工艺结构。
参考文献阅读：《化工容器及设备》、《化工原理》、《化工容器及设备》、《化工单元过程及设备课程设计》、《热交换器设计手册》、《换热原理及计算》工作计划：本次课程设计两周时间，第一周主要对换热器全面了解后进行换热器特性参数的有关计算，第二周按照自己的计算的有关参数进行换热器结构的绘制工作。
任务下达日期：2012年11月05日任务完成日期：2012年11月16日指导老师(签名)：学生(签字)列管式换热器设计［摘要］通过对列管式换热器的设计，首先要确定设计的方案，选择合.6.6 适的计算步骤。
查得计算中用到的各种数据，对该换热器的传热系数 传热面积 工艺结构尺寸等等要进行核算，与要设计的目标进行对照 是否能满足要求，最终确定换热器的结构尺寸为设计图纸做好准备和 参考，来完成本次课程设计。
［关键字］换热器标准方案核算结构尺寸一 •概述•方案的设计与拟定三•设计计算 .............................................. .93.1确定设计方案 ..................................... 9.3.1.1选择换热器的类型......................... (9)3.1.2流动空间及流速的测定...................... (9)3.2确定物性数据 (9)3.3计算总传热系数 .................................. .103.3.1 热流量..................................... ..103.3.2平均传热温差.............................. ..113.3.3冷却水用量 (11)3.4计算传热面积 ................................. ..113.5工艺结构尺寸 .................................... .123.5.1管径与管内流速.............................. ..123.5.2管程数与传热管数 (12)3.5.3传热管排列和分程方法........................ ..123.5.4壳体内径 (13)3.5.5 折流板 (13)3.5.6 接管 ...................................... ..133.6换热器核算.................................... .143.6.1热量核算................................... ..143.6.1.1壳程对流传热系数..................... .143.6.1.2管程对流传热系数..................... ..15163.6.1.3 传热系数 K ..................................................... ..15361.4传热面积S 3.6.2换热器内流体的流动阻力 (16)3.6.2.1管程流动阻力 .......................... .163.6.2.2壳程阻力 ............................... .713・6・2・3换热器的主要结构尺寸和计算结果 ..... ..18四. 设计小结 ............................................ .19五. ........................................................ 心得收获 (20)六. 参考文献 ......................................... ・・21 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。
列管式换热器课程设计说明书
列管式换热器课程设计说明书1.工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一煤油冷却器二、设计条件：1、处理能力 160000吨/年2、设备型式列管式换热器3、操作条件允许压力降：0.02MPa 热损失：按传热量的10%计算每年按330天计，每天24小时连续运行三、设计容4、前言5、确定设计方案（设备选型、冷却剂选择、换热器材质及载体流入空间的选择）6、确定物性参数7、工艺设计8、换热器计算（1）核算总传热系数（传热面积）（2）换热器流体的流动阻力校核（计算压降）9、机械结构的选用（1）管板选用、管子在管板上的固定、管板与壳体连接结构（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10、换热器主要结构尺寸和计算结果表11、结束语（包括对设计的自我评书及有关问题的分析讨论）12、换热器的结构和尺寸（4#图纸）13、参考资料目录2.流程图3.工艺流程图水（30℃）煤油（140℃）浮头式换热器水（50℃）可循环利用产品：煤油（80℃）4.设计计算4.1设计任务与条件某生产过程中，用自来水将煤油从140℃冷却至80℃。
已知换热器的处理能力为160000吨/年，冷却介质自来水的入口温度为30℃，出口温度为50℃，允许压力降为0.02MPa ，热损失按传热量的10%计算，每年按330天计，每天24小时连续运行，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
4.2设计计算4.2.1确定设计方案（1） 选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 热流体进口温度1T 140℃，出口温度2T 80℃， 冷流体进口温度1t 30℃，出口温度2t 50℃。
进口温度差1T -1t =110℃＞100℃，因此初步确定选用浮头式换热器。
（2） 管程安排 由于自来水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器热流量下降，而且管程较壳程易于清洗，再加上热流体走壳程可以使热流体更易于散热，减小能耗，所以从总体考虑，应使自来水走管程，混合气体走壳程。
列管式换热器设计说明书
课程设计说明书列管式换热器班级：姓名：学号：日期：指导教师：目录设计任务书 (3)一、方案设计 (4)1、确定设计方案 (4)2、确定物性数据 (4)3、工艺流程图 (4)二、工艺过程设计计算 (5)三、设计结果一览表 (8)四、设计评述及问题的讨论 (9)五、主体设备设计图（详情参见图纸） (10)六、参考文献 (10)七、主要符号说明 (10)附图··········································································设计任务书姓名：专业：生物工程班级：一：设计题目：列管式换热器设计二：设计任务：浮头式列管换热器设计1.根据生产任务的要求确定设计方案(1)换热器类型的选择(2)换热器内流体流入空间的选择2.化工计算(1)传热面积的计算(2)管数、管程数及管子排列，管间距的确定(3)壳体直径及壳体厚度的确定3.换热器尺寸的确定及有关构件的选择4.换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择5.编写设计书明书包括目录、任务书、设计方案说明、工艺过程设计计算、主要设备和辅助设备的设计计算、工艺计算和设备计算结果汇总表、设计评述与对某些问题的讨论、参考资料、符号一览表。
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。
列管式换热器的设计课程设计任务书
食品工程原理课程设计说明书列管式换热器的设计：学号：班级：2012年12 月 24 日食品工程原理课程设计任务书：学号：班级：一、设计题目：列管式换热器设计二、设计容目录一、设计意义---------------------------------------------------------------4 二、主要参数说明---------------------------------------------------------4三、设计计算---------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案--------------------------------------------------------- -52、确定物性数据--------------------------------------------- -------------53、计算总传热系数--------------------------------------------------------64、计算传热面积-----------------------------------------------------------75、工艺结构尺寸-----------------------------------------------------------76、换热器核算--------------------------------------------------------------91）热量核算-------------------------------------------------------------9 2）换热器流体的流动阻力---------------------------------------113）换热器主要结构尺寸和计算结果总表------------------------12四、参考文献----------------------------------------------------------------13一、设计意义换热器广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。
列管式换热器设计说明书(毕业论文)
新疆工业高等专科学校No.:00000000000002281课程设计说明书题目名称：列管式换热器设计系部：化学工程系专业班级：学生姓名：指导教师：完成日期：新疆工业高等专科学校课程设计任务书2010-2011 学年一学期2011 年1 月11 日设计任务或主要技术指标：流量为30kg/s的某原油在列管式换热器壳程流过，从150降到110，将管程的油品从25加热至60。
试选一台适当型号的列管式换热器或设计一台列管式换热器。
设计进度与要求：1、8~9日搜集有关换热器设计的资料2、10~11日完成换热器的设计以及相关计算3、12日完成设计说明书的编制、打印、排版4、13日完成了绘图等全过程主要参考书及参考资料：1. 陆美娟、张浩琴主编.《化工原理》（上册，修订版）.北京：化学工业出版社.2006.42．黄振仁、魏新利主编.《过程装备成套技术设计指南》.北京：化学工业出版社.2002.123. 娄爱娟、吴志泉主编.《化工设计》.上海：华东理工大学出版社.2002.84. 倪进方主编.《化工过程设计》.北京：化学工业出版社.1999.8教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目：学生姓名：评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日前言换热器是化学，石油化学及石油炼制工业以及其它一些行业中广泛使用的热量交换设备。
它不仅可以单独作为加热器，冷凝器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的地位。
在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
主要的换热器有：1．固定管板式换热器：2．浮头式换热器：3．U型管式换热器：4. 填料函式换热器：本次我的设计任务是选取一台合适的换热器，选取的换热器仅要满足工艺和生产要求，虽然说要求不是很高，也没有一要求具体制作等那些较难的问题，但是我仍然会以认真仔细的态度去对待之这次任务，保证尽我最大的努力去做到最好。
列管式换热器的设计课程设计任务书
食品工程原理课程设计说明书列管式换热器的设计：学号：班级：2012年12 月 24 日食品工程原理课程设计任务书：学号：班级：一、设计题目：列管式换热器设计二、设计容目录一、设计意义---------------------------------------------------------------4 二、主要参数说明---------------------------------------------------------4三、设计计算---------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案--------------------------------------------------------- -52、确定物性数据--------------------------------------------- -------------53、计算总传热系数--------------------------------------------------------64、计算传热面积-----------------------------------------------------------75、工艺结构尺寸-----------------------------------------------------------76、换热器核算--------------------------------------------------------------91）热量核算-------------------------------------------------------------9 2）换热器流体的流动阻力---------------------------------------113）换热器主要结构尺寸和计算结果总表------------------------12四、参考文献----------------------------------------------------------------13一、设计意义换热器广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。
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。
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。
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。
列管换热器的设计说明书
列管换热器的设计说明书设计说明书一、项目背景列管换热器是指通过管道将两种不同介质进行热交换的设备，广泛应用于化工、石油、能源等行业。
本设计说明书旨在为进行列管换热器的设计提供详细指导。
二、设计要求1、换热器需要能够保证高效的热交换效果；2、设计过程中要考虑介质流体的物性参数、压力等因素；3、设计要满足相关法律法规标准；4、设计材料应具有良好的耐腐蚀性能。
三、设计流程1、确定换热器的工况参数：包括介质流量、温度差、压力等；2、确定换热器的结构形式：选择适合的管束结构；3、计算传热面积：根据工况参数计算所需传热面积；4、确定管束布置：根据工况参数和传热面积计算结果确定管束布置；5、确定换热器外形尺寸：根据管束布置确定换热器外形尺寸；6、确定材料选择：根据介质性质和工艺要求选择合适的材料；7、绘制设计图纸：绘制换热器的总图、管束图和管板图等。
四、设计内容详细说明1、工况参数：a： A介质流量：__________b： B介质流量：__________c： A介质温度：__________d： B介质温度：__________e：压力：__________2、结构形式选择：经过综合考虑，本设计采用__________结构形式。
3、传热面积计算：根据工况参数，计算得出所需传热面积为__________。
4、管束布置：根据传热面积计算结果，确定管束布置方式为__________。
5、外形尺寸：经过计算，确定换热器的外形尺寸为__________。
6、材料选择：根据介质性质和工艺要求，选择适合的材料为__________。
7、设计图纸：设计完成后绘制换热器的总图、管束图和管板图等详细图纸。
附件：本设计说明书涉及的附件包括设计图纸、工况参数表、材料选择表等。
法律名词及注释：1、法律名词1：解释1；2、法律名词2：解释2；3、法律名词3：解释3：。
列管式换热器课程设计说明书
课程设计说明书学院：机电工程学院专业：自动化班级：⑴班目：列管式换热器的设计指导教师：________ 职称: ______目录、设计的目的、要求及任务 21.1设计目的 21.2设计要求 21.3设计任务 21. 3. 1列管式换热器的简介 21. 3. 2设计的工艺流程 31.3.3有关数据和已知条件 4 二控制方案的选择、52. 1主回路设计 52. 2副回路选择 62.3主、副调节器规律选择 62.4主、副调节器正反作用方式确定 62. 5工艺流程图7 三调节阀的选择、73. 1阀的类型选择73. 2确定起开与气关8仪表类型的选择四、84. 1流量变送器的选择84. 2温度变送器94. 3安全栅的选择10 五总结、11参考文献_____________________________________________________ 12一、设计的目的、要求及任务1.1设计目的本设计是学生第一次进行的综合性专业训练，是自动化专业的一个重要教学环节，其设计目的是进一步巩固和加深对所学理论知识的理解，培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力, 使学生对自控设计有较完整的概念, 培养学生综合运用所学的控制理论、仪表、控制工程等知识进行工程设计的能力，进一步提高设计计算、制图、视图、编写技术文件，查阅参考文献与资料、仪表类型选择的能力。
1.2设计要求在设计内容选择上要结合具体的生产实际，题目要有一定的实际意义，做到理论联系实际。
自控设备设计要求采用计算机控制系统(如 DCS PLG FCS等)。
本设计应当在教师指导下，由学生独立完成下面内容：(1)设计说明书：包括设计指导思想和设计依据，自动化水平和控制方案的确定，设计计算，仪表选型，以及采用新技术新产品的依据，安全技术措施，重要的复杂调节系统的说明，设计中存在的问题等等；(2)填写表格：如自控设备汇总表、调节阀计算数据表、综合材料表等。
设计要求方案合理、计算数据准确、图面图形和标注符合国家标准和有关技术规范要求，说明书编写符合指导书规定要求。
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。
列管式换热器说明书
目录一、设计任务 (2)二、概述与设计方案简介 (3)2.1 概述 (3)2.2设计方案简介 (3)2.2.1 换热器类型的选择 (3)2.2.2流径的选择 (5)2.2.3流速的选择 (5)2.2.4材质的选择 (6)2.2.5管程结构 (6)2.2.6 换热器流体相对流动形式 (6)三、工艺及设备设计计算 (6)3.1确定设计方案 (7)3.2确定物性数据 (7)3.3计算总传热系数 (7)3.4计算换热面积 (8)3.5工艺尺寸计算 (8)3.6换热器核算 (10)3.6.1传热面积校核 (10)3.6.2．换热器内压降的核算 (11)四、辅助设备的计算及选型 (12)4.1拉杆规格 (12)4.2接管 (12)五、换热器结果总汇表 (13)六、设计评述 (14)七、参考资料 (14)八、主要符号说明 (14)九、致谢 (15)一、设计任务二、概述与设计方案简介2.1 概述在工业生产中用于实现物料间热量传递的设备称为换热设备，即换热器。
换热器是化工、动力、食品及其他许多部门中广泛采用的一种通用设备。
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，即间壁式、直接接触式、蓄热式。
间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。
在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。
该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。
间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。
将在后面做重点介绍。
直接接触式换热器又称混合式换热器。
在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。
该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。
此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。
当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。
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列管式换热器课程设计说明书1.工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一煤油冷却器二、设计条件：1、处理能力 160000吨/年2、设备型式列管式换热器3、操作条件允许压力降：0.02MPa 热损失：按传热量的10%计算每年按330天计，每天24小时连续运行三、设计容4、前言5、确定设计方案（设备选型、冷却剂选择、换热器材质及载体流入空间的选择）6、确定物性参数7、工艺设计8、换热器计算（1）核算总传热系数（传热面积）（2）换热器流体的流动阻力校核（计算压降）9、机械结构的选用（1）管板选用、管子在管板上的固定、管板与壳体连接结构（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10、换热器主要结构尺寸和计算结果表11、结束语（包括对设计的自我评书及有关问题的分析讨论）12、换热器的结构和尺寸（4#图纸）13、参考资料目录2.流程图3.工艺流程图水（30℃）煤油（140℃）浮头式换热器水（50℃）可循环利用产品：煤油（80℃）4.设计计算4.1设计任务与条件某生产过程中，用自来水将煤油从140℃冷却至80℃。
已知换热器的处理能力为160000吨/年，冷却介质自来水的入口温度为30℃，出口温度为50℃，允许压力降为0.02MPa ，热损失按传热量的10%计算，每年按330天计，每天24小时连续运行，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
4.2设计计算4.2.1确定设计方案（1） 选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 热流体进口温度1T 140℃，出口温度2T 80℃， 冷流体进口温度1t 30℃，出口温度2t 50℃。
进口温度差1T -1t =110℃＞100℃，因此初步确定选用浮头式换热器。
（2） 管程安排 由于自来水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器热流量下降，而且管程较壳程易于清洗，再加上热流体走壳程可以使热流体更易于散热，减小能耗，所以从总体考虑，应使自来水走管程，混合气体走壳程。
4.2.2确定物性参数定性温度：对于一般气体和水等低粘度流体，其定性温度可取流体进、出口温度的平均值。
故壳程煤油的定性温度为110280140=+=T ℃ 管程流体的定性温度为4025030=+=t ℃ 查资料得，煤油在110℃下的有关物性数据如下：水在40℃下的有关物性数据如下：4.2.3估算传热面积 1、计算传热量热流体的质量流量：热流体损失的热量：hkJ 2666664)80140(2.220202)T T (C W Q 21ph h =-⨯⨯=-=2、冷却水用量由于热流体在传热过程中会损失10%的热量，因此冷流体的质量流量为：hkg 4.28749)3050(174.426666641.02666664)t t (C Q %10Q W 12pc c =-⨯⨯-=--=3、平均传热温差)C (05.68308050140ln )3080()50140(t t ln t t t 1212'm o =-----=∆∆∆-∆=∆根据P 、R 值查有关资料可得，因此选用单壳程的列管式换热器。
4、假设传热面积：4.2.4管束计算 1、管子的确定 管径 2、管数计算 假设流速 管数（根）（根）301.292.9928.0021.043600/4.28749u d 4W n 22i c ≈=⨯⨯⨯==πρπ3、管长计算所以选择6m 长的管，双管程，m=2 4、排管按照正三角形排列，每行管数分别为5、6、7、8、9、9、8、7、6、5，因此总管数N=70，其中有四根是拉杆，则管数N ʹ=66管心距5、壳体直径 取管板利用率)m m (2.31575.0/66032.005.1/N t 05.1D =⨯⨯==η取标准D=400mm 6、折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体径的25%，则切去的圆缺高度为取折流板间距 则29120060001N B =-=-=折流板间距传热管长折流管数目4.2.5换热器核算 1、K 值的核算热流体流量 s kg h kg W /61.5/20202h == 冷流体流量 s kg h kg W c /99.7/4.28749== （1）管程对流传热系数 管水的实际流速：s m N d W i c/705.02662.992021.0414.399.72'4u 22i =⨯⨯⨯==ρπ管液体雷诺数 43i 1024.2106560.02.992705.0021.0e ⨯=⨯⨯⨯==-cci i u d R μρ 普朗特数 32.46338.0106560.010174.4Pr 33=⨯⨯⨯==-ccpc i C λμ管程对流传热系数376632.4)1024.2(021.06338.0023.0Pr Re 023.04.08.044.08.0i =⨯⨯⨯⨯==iiid λα （2）壳程对流传热系数壳体的当量直径 m d d t de o o 02.0025.014.3)025.0414.3032.023(4)423(42222=⨯⨯-⨯⨯=-=ππ壳体流通截面积 )(0175.0)32251(4.02.0)1(2m t d BD S o o =-⨯⨯=-= 壳流体流速 )/(398.08250175.061.5u s m S W h o h o =⨯==ρ 雷诺数 897710715.0825389.002.0Re 3o =⨯⨯⨯==-hho e u d μρ 普朗特数 24.11140.010715.0102.2Pr 3-3=⨯⨯⨯==hhph o C λμ壳程对流传热系数0.84324.1102.014.0897736.0Pr Re 36.03/155.03/155.0o =⨯⨯⨯==eho o d λα℃℃℃℃ （3）总传热系数查资料得 )/·m (108788.624i W C R ο-⨯= )/(1072.124o W C m R ο⋅⨯=- 则实际的K 值为469250.8432125211072.1235021002.0108788.63766111144=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+=++++=--oo io i o m i i id dd d R d bd R K αλα估算的K 值与实际K 值之差小于50，因此，K 值核算合格 2、传热面积核算)(0.226475.644697407409.0t 9.0'2m K Q A m =⨯⨯=∆=)(8.25)08.06(66021.014.3)204.0('2m l N d A i =-⨯⨯⨯=⨯-=π 17.10.228.25'==A A 传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务3、换热器压降的核算 （1）管程阻力t p s i F N N p p p )(21∆+∆=∆4.12,1s ===t p F N N ，由41024.2Re ⨯=i ，传热管相对粗糙度0.01，查参考文献中Re -λ双对数坐标图得04.0=λPa u d l p i 28182705.02.992021.0604.02221=⨯⨯⨯==∆ρλPa u p i 7402705.02.992323222=⨯⨯==∆ρMPa Pa p i 02.04.99624.121)7402818(<=⨯⨯⨯+=∆管程流体阻力在允许围之。
（2）壳程阻力s t o N F p p p )''(21∆+∆=∆ 其中 1=s N ，1=t F 流体流经管束的阻力 2)1('201o o B c u N n Ff p ρ+=∆其中5.0=F ， 63.089770.5Re0.5228.0228.0=⨯==--o f9.8661.11.1=⨯==n n c 2912.06=-=B N Pa p 8.52492389.0825)129(9.863.05.0'21=⨯⨯+⨯⨯⨯=∆ 流体流过折流板缺口的阻力2)25.3('22o B u D h N p ρ-=∆ 其中m h 1.0=，m D 4.0=，则Pa p 5.54302389.0825)4.01.025.3(29'22=⨯⨯⨯-⨯=∆ 总阻力MPa Pa p 02.03.106805.54308.5249<=+=∆ 壳程流体阻力在允许围之。
4.2.6壳体设计 壳体厚度计算: []212C C ppD tid ++-=φσδ其中 mm D 4001=，MPa p 11.0=，[]MPa t112=σ，（双面焊缝）85.0=φ mm C 8.01=，mm C 12= 故 03.218.011.085.0112240011.0=++-⨯⨯⨯=d δ所以选取壁厚为3mm 的壳体 4.2.7设备零部件设计（1）封头的选取根据壳体公称直径查参考文献5中的附录6.3，选取公称直径为450mm 的标准椭圆形封头。
（2）法兰的选取根据管的公称直径参照标准选取相对应的标准法兰 （3）管板的选取 （4）接管的选取壳程流体进出口接管：取接管煤油的流速u=2m/s,则接管径为圆整后选取外径为70mm ，壁厚为3mm 的标准无缝钢管管程流体进出口接管：取接管水的流速u=2m/s ，则接管径为为 )(072.014.322.9923600/4.287494u 4h 2m W D =⨯⨯⨯==πρ 圆整后选取外径为76mm ，壁厚为3mm 的标准无缝钢管 管板厚度mm 40=δ，径mm D i 400=接管长度均为200mm 。
换热器主要结构及结构尺寸见附表1附表1 换热器主要结构尺寸和计算结果5.设计结果评价(1)本设计通过对面积校核，压降校核，壁温校核等计算可知均满足要求，且传热效率较好，能很好的完成任务。
(2)经济和环境效益评价：生命周期方法是一种针对产品或生产工艺对环境影响进行评价的过程,它通过对能量和物质消耗以及由此造成的废弃物排放进行辨识和量化,来评估能量和物质利用对环境的影响,以寻求对产品或工艺改善的途径。
这种评价贯穿于产品生产、工艺活动的整个生命周期,包括原材料的开采和加工、产品制造、运输、销售、产品使用与再利用、维护、再循环及最终处置。
本设计中使用水作冷却剂，无污染，耗资少，无有害气体产生，整个过程简单，易操作，环境和经济效益良好。
(3)本设计中面积，传热系数，压降等均有比较好的裕度保证，即使生产使用中出现比较大的误差，设备结构也能保证不出现打的安全损伤的事故，具有良好可靠的安全保证。
6.总结通过两周艰辛设计学习，我在理解换热器工艺基础上掌握了换热器装备中常用的技术设计要求，掌握了换热器冷热交换及设计工艺。
本次设计课程能够熟练掌握换热器设计技术与自己辛勤汗水和指导老师的教导是分不开的。