水冷却煤油
用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书
题目一：用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书《处理量为XXX吨/年XXXXXXXX的工艺设计》设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h,进口温度20 ℃，出口温度40 ℃三、设计任务1 合理的参数选择和结构设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容1 传热面积2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核3 壳体直径4 结构设计包括壁厚5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管6流程图（以图的形式，并给出各部分尺寸）及结构尺寸汇总（以表的形式）7评价之8参考文献一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
二、设计的指导思想1 结构设计应满足工艺要求2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠3 设计符合现行国家标准等4 安装、维修方便三、设计要求1 计算正确，分析认证充分，准确2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以某厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。
五、参考文献1 化工过程及设备设计，华南工学院，19862 传热设备及工业炉，化学工程手册第8篇，19873 化工设备设计手册编写组. 金属设备，19754 尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，19815 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业出版社.六、设计思考题1设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？4 说明列管式换热器的选型计算步骤？5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。
煤油冷却器课程设计
煤油冷却器课程设计煤油冷却器是一种常见的工业设备，用于冷却高温的液体或气体。
在传热学中，煤油冷却器是一个热传导系统，其中热传导的媒介是煤油。
煤油冷却器的设计本质上是为了优化传热过程，以提高效率和可靠性。
在煤油冷却器的课程设计中，需要考虑多个因素。
首先是热负荷，即需要冷却的液体或气体的温度、压力和流量等参数。
其次是煤油的选择，包括煤油的种类、质量和流量等。
还需要考虑冷却器的结构和材料，包括管壳式和板式等不同类型，以及不同的材料如不锈钢、铜和铝等。
在实际操作中，煤油冷却器的设计要结合生产实际情况进行。
首先要确定冷却器的工作条件，包括入口和出口温度、流量和压力等。
其次要根据设计要求进行煤油的选择和计算，包括煤油的粘度、比热和热导率等。
然后要进行器件结构和材料的选择，以及进行传热计算和流体力学分析等。
最后需要进行实验验证，以确定冷却器的性能和可靠性。
在煤油冷却器的课程设计中，主要有以下步骤：1.确定设计需求和条件，包括冷却的流体参数、煤油参数、冷却器结构和材料等。
2.进行煤油选择和计算。
包括煤油的粘度、比热和热导率等参数，以及计算煤油的流量和压力损失等。
3.进行器件结构和材料的选择，包括选择管壳式或板式冷却器，以及选择不锈钢、铜或铝等材料。
4.进行传热计算和流体力学分析等，以确定器件的传热效率和流体阻力等。
5.进行实验验证，以确定冷却器的性能和可靠性。
在实际操作中，煤油冷却器的课程设计需要充分考虑生产实际情况，结合理论分析和实验验证进行，以保证器件的高效性和可靠性。
同时，还需要注意煤油的使用和管理，以确保冷却器的正常运行和安全性。
化工原理课程设计—水冷却煤油列管式换热器
XX大学XX学院化工原理课程设计班级姓名学号指导教师 ____二零一X年X月X日化工原理课程设计任务书皖西学院生物与制药工程学院课程设计说明书题目：水冷却煤油列管式换热器的设计课程：化工原理系（部）：专业：班级：学生姓名：学号：指导教师：完成日期：课程设计说明书目录第一章设计资料一、设计简介 (5)二、设计任务、参数和质量标准 (7)第二章工艺设计与说明一、工艺流程图 (8)二、工艺说明 (8)第三章物料衡算、能量衡算与设备选型一、物料衡算 (9)二、能量衡算 (11)三、主要设备选型 (13)第四章结论与分析结论与分析 (15)第五章设计总结设计总结 (17)参考文献 (17)第一章设计资料一、设计简介换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产应用更为广泛。
在化工厂中换热器可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。
根据操作条件设计出符合条件的换热器，设计方案的确定包括换热器形式的选择，加热剂或冷却剂的选择，流体流入换热器的空间以及流体速度的选择。
本课程设计是根据任务给出的操作目的及条件、任务，合理设计适当的换热器类型，以满足生产要求。
1、固定板式换热器（代号G）设备型号内容有：壳体公称直径（mm），管程数，公称压力(×9.81×104 Pa)，公称换热面积（m2），如G800I-6-100型换热器，G表示固定板式列管换热器，壳体公称直径为800mm，管程数为1，公称压力为6×9.81×104 Pa，换热面积为100m22、浮头式列管换热器（代号F）设备型号内容有：壳体公称直径（mm），传热面积（m2），承受压力（×9.81×104 Pa），管程数，如F A600-13-16-2型换热器，F代表浮头是列管换热器，B表示换热器为管径错误!未找到引用源。
煤油冷却器的设计 化工原理课程设计
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食品营养与检测学生姓名学号指导教师二O O年12 月31 日目录1．设计任务 ----------------- 12. 设计计算 ----------------- 2（1）确定设计方案 ---------------------- 2（2）确定物性系数-------------------------- 2（3）计算总传热系数 ------------------- 3 （4）计算传热面积--------------------------- 4（5）工艺结构尺寸--------------------------- 4（6）换热器核算 ------------------------ 53. 换热器主要结构尺寸和计算结果表1 9煤油冷却器的设计列管式换热器【设计任务】一、设计题目列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件（1）处理能力: M*103 t/Y（其中：Ｍ＝30+学号后两位）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110℃，出口温度60℃。
②冷却介质：循环水，入口温度29℃，出口温度39℃。
③允许压降：不大于105 Pa。
④煤油定性温度下的物性数据：定压比热容＝3.297kJ/(kg.℃)导热系数＝0.0279 W/(m.0C)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。
（4）建厂地址蚌埠地区三、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。
【设计计算】一、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口为温度110℃，出口温度60℃；冷流体（循环水）进口温度29℃，出口温度39℃。
该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，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，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
2.流动空间及流速的确定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，油品走壳程。
化工课程设计--用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计
化工课程设计--用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计化工原理课程设计设计书专业年级 2011级应用化学小组成员指导教师日期 2014-5-27目录目录…………………………………………………第一章设计任务书 (1)第二章概述 (2)第三章结构设计与说明 (4)第四章换热器的设计计算 (5)第五章总结 (16)第六章参考文献 (18)第一章设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计任务使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar(100kpa) ,冷却剂为水，水压力为3bar(300kpa)，处理量为10t/h。
三、设计任务1 合理的参数选择和结构设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容1 传热面积2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核3 壳体直径4 结构设计包括流体壁厚5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管五、设计进度1 设计动员，下达设计任务书 0.5天2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5-6天4 绘图 3-4天5 整理，抄写说明书 2天第二章概述化工生产中,无论是化学过程还是物理过程,几乎都需要热量的引入和导出.例如在绝大多数化学反应过程和物理过程都是在一定温度下进行的,为了使物系达到并保持指定的温度,就要预先对物料进行加热或冷却,并在很多过程进行时,也要及时取走过程放出的热量或补充过程吸收的热量.工业上用于传热过程的基本设备称为换热器.在化工生产中,最常见的是两流体间的热交换.而且多是间壁式换热,两流体不接触,不混合.冷热两流体在传热是被固体壁面(传热面)所隔开,两流体分别在壁画两侧流动.典型的换热器有套管式换热器和列管式换热器. 列管式换热器是目前化工及酒精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。
所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
煤油水冷却器设计管壳式设计说明书
题目
煤油-水冷却器设计
学生姓名
辛欣
学号
0119
专业班级
装备0905
设计（论文）内容及基本要求
一、原始资料
处理能力：10万吨/年煤油
煤油：入口温度140℃，出口温度40℃
冷却介质：自来水，入口度30℃，出口温度40℃
允许压强降：不大于100kPa
每年按330天计，每天24小时连续运行
近年来，由于铝及铝合金钎焊技术发展和不段完善，促使另一种高效、紧凑式的新型换热器，即板翅式换热器得到广泛使用。由于它具有体积小、质量轻、效率高和适应的温度范围广等突出的优点，得到迅速地推广应用。在化工生产工艺中，主要用于生产氮气和氧气的空气分离装置中，如液化器、过冷器、凝缩器、预冷器和可逆式换热器等。污垢对换热器的传热效果也是有很大影响的，所谓污垢就是在传热表面形成不洁沉淀物，该沉淀物阻碍传热并提高流体流动的阻力，导致较高的压降。工业换热器很少在不结垢的流体下操作，低温换热器也许是唯一的例外。沉淀物的积聚能逐渐降低换热器的热动力性能。污垢影响着工业过程的能量消耗，并决定因用以补偿污垢的影响面所需额外材料即额外的换热面积。而且，热量越高（如蒸汽发生器），污垢就会形成局部的热点并最终导致传热面的机械失效。据估计，在美国，每年换热器清理污垢的费用有4.2-10百万美元，污垢让人讨厌并制约生产。换热器表面的污垢会导致额外费用的支出：1.因设计余量所增加的资本支出。2.因设备热力性能降低所引起的热损失。3.为了减少腐蚀和污垢而采用清洗处理的费用。4.由维修所造成的产品的降低。在决定合适的污垢清洗方式时，经济上的考虑往往是最主要的影响因素。
(2-1)
式中m0——流体质量流量，kg/h
Cpo——流体平均定压比热容，KJ/(kg.℃）
煤油冷却
化工原理课程设计列管式换热器设计任务书1设计题目—水冷却煤油设备设计2设计条件一、煤油处理量7kg/s二、煤油进换热器的进口温度160摄氏度，出口温度为35摄氏度三、循环冷却水进口水温20摄氏度，出口温度35摄氏度四、管子外径d1=19nm,内径d2=15nm,t=26nm。
等边三角形排列五、煤油污垢热阻Rs2=0.172平方米摄氏度每千瓦，水侧污垢热阻Rs=0.52平方米摄氏度每千瓦，管壁导热系数λw=0.045千瓦每米摄氏度。
六、水的物性按定性温度计算,煤油的物性数据近似如下数据计算ρ=825千克每立方米，μ=0.72米帕秒，λ=0.14瓦每米k，Cp=2.20kj/(kg.k)七、流体的流型自己选定，设备的管程、壳程根据情况进行设计。
3设计任务完成浮头式列管换热器的工艺设计（流程叙述，物料，热量计算及特性尺寸计算）及有关附属设备（泵，接管等）设计和选用，编写设计说明书。
列管式换热器设计说明书该设备的作用是用循环冷却水冷却煤油，已知设备各操作条件如下所示：h 7kg/s m =；h1160t =℃，h235t =℃，c120t =℃，c235t =℃；o 19mm d =，i 15m m d =，26m mt =；=0.045kW /m λ⋅℃，2s =0.52m kW R ⋅℃/，22=0.172m kW s R ⋅℃/；h 2.20kJ/kg Kp c =⋅。
其中下标h 表示热流体煤油，下标c 表示冷却水。
根据以上条件可依次确定如下设计：1、由于冷热流体的出口温度相同，为保证足够的传热温差推动力，流体的流动排布型式采用逆流流动，即煤油 160℃ 35℃ 冷却水 35℃ 20℃2、煤油黏度较大，宜走壳程，因为在有折流板的壳程流动时流体流向和流速不断改变，在很低的雷诺数下即可达到湍流，可提高对流传热系数。
同时，煤油作为被冷却的流体，也宜走壳程，可利用壳体散热，增强冷却效果。
故流体通道采用煤油走壳程，冷却水走管程。
化工原理课程设计任务书-用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计
化工原理课程设计设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计实用文档目录（一）综述 (2)1.换热器类型 (2)2.换热器的主要用途........................ (2)（二）课程任务设计书 (3)1.设计题目 (3)2.设计条件 (3)（三）设计方案简介 (4)1.流动空间的确定 (4)2.定性温度 (4)3.水和煤油的物理性质 (4)（四）计算总的传热系数 (4)1.热流量及温度计算 (4)2.平均温度校正 (5) (5)3.确定总的传热系数K估4.选择换热器类型 (5)（五）换热总传热系数核算 (6)1.壳程对流传热系数 (6)实用文档2. 管程对流传热系数 (7)3. 污垢热阻 (8)4.传热系数K (8)（六）计算传热面积裕度 (8)1.换热器实际面积 (8)2.面积裕度 (8)（七）核算压强降 (8)1.管程压力降的核算 (8)2.壳程压力降核算 (9)（八）设计结果总览 (11)（九）实验心得 (11)（十）参考文献 (12)（一）综述实用文档换热器的分类与比较，根据冷、热流体热量交换的原理和方式，器基本上可分为三大类即间壁式混合式和蓄热式，其中间壁式换热器应用最多，所以主要讨论此类换热器。
1.换热器的主要类型表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。
表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。
蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。
蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
煤油换热器的设计方案
化工原理课程设计设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计设计者：班级：指导教师：设计成绩：计算说明书图纸总分日期：设计任务书一、设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计二、设计条件(1)煤油处理量：16吨/小时进口温度：130℃出口温度：40℃压强降：＜101.3kPa(2)冷却水进口温度：10-20 ℃出口温度：30-40℃压强降：＜101.3kPa三、设计任务：(1)根据设计条件选择合适的换热器型号，并核算换热面积、压力降是否满足要求，并设计管道与壳体的连接，管板与壳体的连接、折流板等。
(2)绘制列管式换热器的装配图。
(3)编写课程设计说明书。
目录一、设计条件 (4)二、设计说明书 (4)1、设计原则： (4)（1）满足工艺和操作的要求 (4)（2）满足经济上的要求 (4)（3）保证安全生产 (4)2、设计题目及原始数据 (5)3、论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择 (5)3.1管束及管壳分程 (5)3.2传热管 (5)3.3管子布置 (5)3.4管板 (6)3.5管子与管板的连接 (6)3.6管板与壳体的连接 (6)3.7折流板 (6)3.8壳体直径及厚度 (7)3.9管子在管板上的固定方法 (7)3.10主要附件 (7)3.11材料选用 (7)4、换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等)； (8)4.1初算传热面积 (8)4.2计算换热器的概略尺寸 (8)4.3流体定性温度的确定 (9)4.4总传热系数K的计算 (9)4.5管壁温度 (11)4.6压力损失计算 (11)5、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等) (13)6、参考文献 (14)7、设计评述 (14)一、设计条件1处理能力16吨/小时2.设备型式列管式换热器3.操作条件（1）煤油：入口温度130℃，出口温度40℃（2）冷却介质：自来水，入口温度10~20℃，出口温度30~40℃（3）允许压强降：小于101.3k Pa4.设计项目（1）设计方案简介：A．选择换热器的类型：两流体温的变化情况：热流体进口温度130℃出口温度40℃；冷流体进口温度10℃，出口温度为30℃，该换热器用循环冷却水冷却，初步确定选用列管式换热器。
浅谈煤油冷却器的设计
浅谈煤油冷却器的设计引言煤油冷却器是一种常用的热交换设备，用于将高温流体（通常是煤油）的热量传递给冷却介质（通常是水）以降低煤油的温度。
在工业生产过程中，大量的热能产生，煤油冷却器通过高效的热交换设计，能够有效地控制流体温度，确保设备的正常运行。
本文将从设计原则、材料选型和结构设计等方面对煤油冷却器的设计进行浅谈，旨在为工程师们提供一些有益的参考和指导。
设计原则热力学平衡煤油冷却器的设计首要考虑是实现热力学平衡。
合理的冷却器设计应该确保煤油在流经冷却器的过程中，能够充分地与冷却介质接触，实现热量的传递和吸收。
同时，冷却介质的流速和温度也需要进行合理的控制，以保证煤油的冷却效果。
材料的选择由于煤油冷却器在使用过程中需要处理高温流体，对材料的选择具有重要意义。
一般来说，优质的不锈钢具有较好的耐高温性能和抗腐蚀性，因此常被选用作煤油冷却器的材料。
结构设计煤油冷却器的结构设计应考虑到流体的压降和均匀分布，以增加煤油与冷却介质之间的接触面积，并减小热阻。
此外，还需要合理设计进出口口径，以保证流体的流速和流量，从而达到更好的冷却效果。
材料选型煤油冷却器的材料选型应考虑到耐高温和抗腐蚀性能。
推荐选用不锈钢材料，如304不锈钢和316不锈钢等。
这些材料具有优良的耐高温性能和抗腐蚀性，能够在高温和腐蚀环境中保持较好的稳定性。
在材料选型过程中，还需考虑材料的成本因素。
根据实际应用情况和预算要求，可以选择适当的不锈钢材料。
另外，需注意材料的可焊接性，以便进行冷却器的制造和维护。
结构设计流体分布设计为了增加煤油与冷却介质之间的接触面积，煤油冷却器的流体分布设计尤为重要。
一般采用多管并联的方式，通过将煤油分流到多个管道中，使其能够均匀地在整个冷却器中流动。
这样能够有效地提高煤油的冷却效果，减小热阻。
进出口设计进出口的设计直接影响着流体的流速和流量。
如果进出口口径过小，会增加流体的压降，降低流速和流量，影响冷却效果。
因此，进出口的设计应充分考虑流体的流动性，选择适当的口径和连接方式，确保流体能够顺利流通。
浮头式换热器
×322+5212.16=97437.696mm2 b）Dt—管板布管区当量直径 Dt= 4At/π=352.22 DG—垫片压紧力作用中心圆直径 管板外圆直径取 437mm（按 JB4701—2000，B400 —1.0 中 D4 选取） 按 GB150—1998 的 9.5 计算 b0= 2 =0.5×[0.5×(437-422)]=3.75mm<6.4mm b=b0=3.75mm DG=垫片解除的平均直径=
437+422 2 N
=429.5mm
c）ρ t=Dt/DG=352.22/427.2=0.8245 d）A1—管板布管区内开孔后的面积 A1=At-n
πd2 4
A1=46386.82mm2 =46386.82mm2
11
=97437.696-104×
π ×25 2 4
n.a 为换热管金属横截面 a 从 GB151—200 附录 J 查得 a=176.71mm2 n·a=104×176.71=18377.84mm2 e）系数 β =A = 46386 .82 =0.3962
管数 正三角形nc = 1.1 NT = 1.1 82 = 10 ΔPs = ΔPs1 + ΔPs2 Fs Ns = 1.15 × 0.5 × 0.637 × 10 × 29 + 1 ×
0.328 2 2
ΔPs = 8046Pa
× 774 + 29 × 3.5 −
2×0.2 0.4
×
0.328 2 2
80 29 + 4944 .3 632 w 1 1 + 4944 .3 632
= 34.78℃
壳体壁温为 80℃ 温差=80-34.78=45.22℃ 需补偿装置
煤油冷却器课程设计
课程设计说明书题目煤油冷却器的设计系(部) 生环系专业(班级)姓名学号指导教师起止日期化工原理课程设计任务书系主任___________ 指导教师____________ 学生__ _____编号：2.2.7一、设计题目名称：煤油冷却器的设计 二、设计条件：1．煤油：入口温度：130℃，出口温度：50℃；2．冷却介质，循环水（P 为0.3MPa ，进口温度28℃，出口温度40℃） 3．允许压强降，不超过105Pa ；4．每年按300天计；每天24 h 连续运转。
5．处理能力65000吨/年； 6．设备型式：列管式换热器。
7．煤油定性温度下的物性数据:34c c p,c c 825kg /m ,7.1510Pa s, c 2.22kJ/kg C 0.14W /m C -==⨯⋅=⋅︒=⋅︒（），（）ρμλ三、设计内容1．热量衡算及初步估算换热面积； 2. 冷却器的选型及流动空间的选择； 3. 冷却器的校核计算； 4. 结构及附件设计计算；5．绘制带控制点的工艺流程图（A3）及冷却器的工艺条件图（A3）； 6．编写设计说明书。
四、厂址:长沙地区五、设计任务完成卧式列管冷却器的工艺设计并进行校核计算，对冷却器的有关附属设备的进行设计和选用，绘制换热器系统带控制点的工艺流程图及设备的工艺条件图，编写设计说明书。
六、设计时间安排三周：2012年5月28日-2012年6月16第一章长沙学院课程设计鉴定表目录第1章设计方案简介 (1)1.1 换热器概述 (1)1.2列管式换热器 (1)1.2.1 固定管板式 (1)1.2.3U形管式 (2)1.3设计方案的拟定 (3)1.4工艺流程简图（见附图） (3)第二章工艺计算和主体设备设计 (4)2.1 初选换热器类型 (4)2.2 管程安排及流速确定 (4)2.3确定物性数据 (5)2.4计算总传热系数 (5)第三章工艺结构设计 (9)3.1.管径和管内流速 (9)3.2.管程数和传热管数 (9)3.3.平均传热温差校正及壳程数 (9)第四章换热器核算 (14)第五章辅助设备的计算和选型 (20)第六章设计结果表汇 (22)参考文献 (23)化工原理课程设计之心得体会 (24)第1章设计方案简介1.1 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。
煤油冷却器的设计
煤油冷却器的设计1.材料选择：煤油冷却器需要使用耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢、钛合金等。
这些材料能够在高温环境下保持结构的稳定性，并且不会被煤油中的化学物质腐蚀。
2.结构设计：煤油冷却器一般采用管壳式结构，即在外围设立一个壳体，在内部布置多根冷却管。
冷却管通常采用联管式结构，即由内外两根管组成，内管用于传递煤油，外管用于传递冷却介质，这样可以增大煤油与冷却介质之间的接触面积，提高冷却效果。
3.管道布局：煤油冷却器的管道布局需要合理安排，以确保冷却介质能够充分接触到煤油，并且得到有效冷却。
通常采用螺旋式布置，即将冷却管盘绕在内部壳体上，使冷却介质与煤油多次接触，提高冷却效率。
4.流速控制：煤油冷却器的流速需要控制在一定范围内，过高的流速会导致煤油在冷却过程中受到热量约束不足，无法充分冷却；过低的流速则会影响煤油的冷却速度，降低冷却效果。
因此，在设计煤油冷却器时需要考虑流速的合理控制。
5.冷却介质选择：常用的煤油冷却介质有水和空气。
水冷却效果好，但需要考虑使用水冷却系统的成本和能源消耗。
空气则常用于小型设备的煤油冷却，由于空气冷却效果较差，可能需要增加冷却面积以达到需要的冷却效果。
6.温度控制：煤油冷却器需要设置温度控制装置，以保证煤油的温度在合理范围内。
可以采用温度传感器和控制装置的组合来实现温度的测量和调控，保证冷却效果的稳定性。
总之，煤油冷却器的设计需要考虑材料、结构、管道布局、流速控制、冷却介质选择和温度控制等方面的因素。
只有在合理考虑这些因素的基础上，才能设计出高效、可靠的煤油冷却器，提高设备的使用效率和寿命。
浮头式换热器设计说明书
4746/168400 T JB MnR EHA -⨯装订线4. 管板与换热管的连接：管板与换热管采用胀接的形式，胀接长度mml37=，对于规格为5.225⨯φ换热管，由于管板壁厚2540>，为5.0322==+Kmml，，连接方式如下：5. 换热管中心距：由换热管外径mmd25=外，中心距mmt32=，根据GB151-1999标准，可查得分隔板槽两侧相邻管中心距mmSn44=6. 布管限定圆：根据GB151-1999标准，对于浮头式换热器，其布管限定圆直径为：)21(2bbbDDnL++-=b1=3b2=4b=11.52575.0min⋅≥δmm75.18=21075.18++≥δmm75.30=取标准设计值：mm40=δ装订线7. 管板管孔：根据GB151-1999标准，Ⅰ级管束（碳素钢管），当换热器mmd25=外时，其管孔直径mmd25.25=孔，允许偏差为：0~15.0+8. 管板连接：根据GB151-1999标准，管板与壳程圆筒、管板与法兰之间选择a型连接方式a型连接方式为：管板通过垫片于壳体法兰何管箱法兰连接管板与管箱用螺柱、垫片平面密封连接9. 壳体接管：由前已知壳体接管mmd1001=,管箱接管mmd802=，363=LD装订线16球冠形封头钩圈式浮头换热器外头盖推荐使用球冠形封头，根据《JB04746T.02钢制压力容器用封头》标准，取封头为DN500⨯8的PSH球冠形封头，总深度H=65mm，内表面积22033.0mA=，容积30063.0mV=，封头质量kgM9739.12=R=50017. 容器法兰1：根据JB-T4701-2000标准选取长颈对焊法兰，形式为突面密封面类型，则取MPaPN0.1=，mmDN400=，规格为：4559550054031====DHDD 23344524===dD δ，配合螺柱为：20M20个结构如图所示：mmA1383≤即可装订线2：根据JB-T4701-2000标准选取长颈对焊法兰，形式为凹凸面密封面类型，则取MPaPN0.1=，mmDN500=，规格为：55510060064031====DHDD 23385524===dD δ，配合螺柱为：20M20个结构如图所示：3：根据JB-T4721-92外头盖侧法兰，形式为凸面密封面类型，则取MPaPN0.1=，mmDN400=，规格为：5559060064031====DHDD 23325524===dD δ，配合螺柱为：20M20个结构如图所示：4钩圈式浮头法兰480800=+=i f D D372)104(2400)1(2=+-=++=bn b D D i fi426186290=+=b D3946400=-=c Dmm D G 384)53200(2=--=18钩圈 选择A 型钩圈t t ][σ=113直径比K=1.29查GB150-1998第九章，得Y=7.77120)](5.0[5.0=+-=fi c b D D D La厚度δ=42mm19管板计算：对延长部分兼做法兰的固定管板根据GB151-1999，初始数据：垫片压紧力作用中心圆直径384mm管子： 管子外径：mm d 25=外 管子壁厚：mm5.2=δ管子根数：mm n68=浙江工业大学课题：浮头式换热器设计班级：过控0601学号：200602060120设计者：徐庆清。
煤油冷却器课程设计
煤油冷却器课程设计一、引言煤油冷却器是一种常用的热交换器，其主要功能是将高温的液体或气体通过煤油冷却器内部的管道和壳体与冷却介质（通常为水）进行换热，从而实现降温或加热的目的。
在许多工业领域，如化工、电力、钢铁等，煤油冷却器都有着广泛的应用。
本文旨在介绍煤油冷却器课程设计。
二、课程设计内容1. 煤油冷却器的原理与结构2. 煤油冷却器的性能参数及其影响因素3. 煤油冷却器的设计计算方法4. 煤油冷却器实验设计与结果分析三、煤油冷却器原理与结构1. 煤油冷却器原理：利用传导、对流和辐射三种方式将高温液体或气体传递到壳体内部，并通过内部管道将其与低温介质进行换热。
2. 煤油冷却器结构：通常由一个外壳和一个或多个管束组成。
外壳内部为冷却介质的流动通道，管束内部为高温液体或气体的流动通道。
管束和外壳之间通过密封件连接。
四、煤油冷却器性能参数及其影响因素1. 热传导系数：指单位时间内单位面积的热量传递量。
2. 换热面积：指内部管道和外壳之间的有效换热面积。
3. 流体流速：指液体或气体在管道中的流速。
4. 温度差：指高温液体或气体与低温介质之间的温度差异。
5. 影响因素：包括介质物性、管束结构、流体流量等。
五、煤油冷却器设计计算方法1. 确定换热量和换热面积；2. 计算传热系数；3. 确定壳程和管程流量；4. 计算壳程和管程压降；5. 选择管束结构及材料。
六、煤油冷却器实验设计与结果分析1. 实验目的：验证理论计算结果，分析影响换热效果的因素。
2. 实验内容：利用实验装置进行不同流量、温度差等条件下的换热实验。
3. 实验结果分析：根据实验数据分析影响换热效果的因素，并与理论计算结果进行比较。
七、总结煤油冷却器是一种重要的热交换设备，其设计涉及多个方面的知识。
通过本文的介绍，读者可以了解到煤油冷却器的原理与结构、性能参数及其影响因素、设计计算方法以及实验设计与结果分析等方面的内容。
同时，本文也为相关领域的工程师和科学家提供了参考和指导。
煤油冷却器的设计说明
煤油冷却器的设计说明首先，在设计煤油冷却器之前，需要明确冷却器所需的冷却量和工作条件。
冷却量可以根据需要冷却的煤油流量以及入口和出口温度差来计算。
工作条件包括煤油的粘度、密度、温度、压力等参数。
这些信息将对冷却器的尺寸和工作方式具有重要影响。
其次，冷却器的主要结构包括热交换器、冷却介质和冷却介质循环系统。
热交换器是实现煤油冷却的关键部分，通常采用管壳式热交换器。
冷却介质可以是水、空气或其他液体。
根据煤油的工作条件，可以选择最适合的冷却介质。
冷却介质循环系统包括循环泵、冷却介质储罐、冷却介质管路等，用于将冷却介质循环引导至热交换器并进行再循环。
在热交换器的设计中，首先需要确定煤油和冷却介质的传热方式。
常见的方式包括对流传热、辐射传热和传导传热。
对流传热是通过煤油和冷却介质的对流来实现的，辐射传热是通过辐射来实现的，传导传热是通过热传导来实现的。
根据传热方式的不同，可以选择不同的热交换器结构和材料。
其次，在选择热交换器结构时，应考虑到煤油和冷却介质的流动性和传热效果。
常见的热交换器结构包括管壳式热交换器、板式热交换器和管束式热交换器等。
其中，管壳式热交换器是最常用的煤油冷却器结构，其具有传热效果好、清洗维护方便等优点。
然后，在煤油冷却器的设计中，还需考虑煤油和冷却介质的物理性质对传热效果的影响。
煤油的粘度和密度会影响流动性，而流动性对传热效果具有重要影响。
因此，在确定热交换器尺寸和结构时，需要充分考虑煤油的粘度和密度，以保证传热效果的良好。
最后，在煤油冷却器的设计中，还需考虑到安全性和经济性的问题。
安全性包括冷却介质的选择和传热介质的泄漏防护等。
经济性包括选材、制造工艺和成本等方面。
在保证冷却效果的前提下，应尽量选择经济性好的设计方案。
综上所述，煤油冷却器的设计需要考虑到冷却量、工作条件、热交换器结构、冷却介质选择等多个方面的因素。
通过科学合理的设计，可以使煤油冷却器具有良好的冷却效果，提高煤油的燃烧效率和延长使用寿命。
冷却剂的类型
冷却剂的类型
冷却剂是用于控制温度和传热的介质，它们可以分为不同类型，以下是一些常见的冷却剂类型：
1.水：水是一种常见的冷却剂，广泛用于冷却和传热应用。
水具有较高的比热容和热传导性能。
2.冷却油：冷却油通常是有机化合物，具有较高的热容量，用于高温应用，如汽车引擎和工业机械。
3.制冷剂：制冷剂通常用于制冷和空调系统中，如氟利昂、氨气等。
4.空气：空气可以用作冷却介质，特别是在风冷设备中，如散热器和空气冷却系统。
5.液氮：液氮是一种极低温的冷却剂，用于实验室研究和超导设备等特殊应用。
6.氦气：氦气也是一种低温冷却剂，用于制冷超导磁体和其他低温应用。
这些是常见的冷却剂类型，具体选择冷却剂类型取决于应用的要求和工作条件。
不同类型的冷却剂具有不同的物理和化学特性，适用于不同的温度范围和环境。
换热器的设计
题目：列管式换热器设计专题：用水冷却煤油产品的列管是换热器的设计设计条件：1、煤油从145℃冷却到35℃。
2、冷却介质为自来水，进口水温30℃。
3、处理能力：30000t/a，每年按330天计，每天24小时运行。
4、要求：选择（设计）一合适型号换热器，允许压降105Pa5、设备形式：列管式换热器。
目录1、前言--------------------------------------------------------------------------- 42、设备与条件的确定--------------------------------------------------------- 53、工艺计算过程-----------------------------------------------------------------5 3.1、列管式换热器的选用原则、类型及其说明------------------------------6 3.2、列管式换热器选型中的有关计算--------------------------------6 3.3流体流动空间及流体的物性参数-------------------------------- 8 3.4计算并初定型号--- -----------------------------------------------------------8 3.5核算总传热系数K值-----------------------------------------------------------103.6核算压力降-----------------------------------------------------------------------134 参考文献-----------------------------------------------------------------------------155 总结------------------------------------------------------------------------------------166 附图------------------------------------------------------------------------------------17概述换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产应用更为广泛。
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目录一、设计任务 (2)二、确定设计方案 (3)三、确定物性参数 (7)四、计算总传热系数 (7)五、估算传热面积 (8)六、工艺结构尺寸 (9)七、换热器核算 (11)八、结构设计 (15)九、参考资料 (20)一设计任务1.1 设计内容本次设计任务为列管式换热器工艺设计，用冷水冷却煤油。
煤油作为热流体，其入口温度为140°C，出口温度为60°C；水作为冷流体，入口温度为30°C,出口温度为40°C。
该换热器采用循环冷却水冷却，考虑到冬季操作时进口温度会降低，估计该换热器的关闭温和壳体壁温之差较大，所以初步确定选用带膨胀的固定管板式换热器。
煤油的处理量不大于10t/h。
1.2 设计要求1.准备工作查阅资料、手册等有关物性数据。
（注：水的物性参数在课本上找的，煤油的物性参数在《工程常用物质的热物理性质手册》这本书上找的，由于此书年代已久，有些参数会有偏差，但是我没有在其它资料上找到煤油的物性参数。
）2、设计计算列管式换热器的热负荷、传热面积、换热管、壳体、管板、封头、隔板及接管等。
3、绘制列管式换热器的设计条件图(A1#图)。
4、设计结果汇总5、对设计过程的评述和的有关问题的讨论6、编写课程设计说明书二、确定设计方案换热器的用途多样，不过一般只有两种用途被经常使用，一是降温；二是加热。
是通过换热器将一种介质中的部分热量传递到另一种介质。
换热器是实现化工生产过程中和热量交换和传递不可缺少的设备。
而在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此要求换热器的的材料具有强抗腐蚀性，可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、锆等金属材料制成。
但石墨、陶瓷等非金属材料制成的换热器易碎、体积大、导热差等缺点，但钛、锆等稀有金属制成的换热器又较为昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并会产生晶间腐蚀。
1.1 换热器的分类与特点换热器分为很多类，可以按照用途划分，可以分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。
加热器是把流体加热到必要的温度而使用的热交换器，被加热的流体没有相变化。
冷凝器是用于冷却凝结性气体，并使其凝结液化的热交换器。
若使气体全部冷凝，则称为全凝器，否则称为分凝器。
按热量交换原理和方式划分混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器等。
混合式换热器：冷、热流体直接接触和混合进行换热。
这类换热器结构简单，价格便宜，常做成塔状。
间壁式换热器：冷、热流体通过将它们隔开的固体壁面进行传热，这是工业上应用最为广泛的一类。
按照传热面的形状及结构特点又可将其分为：管式换热器、板式换热器、扩展表面式换热器。
1.2 列管式换热器在化工企业中列管式换热器的类型很多，如板式，套管式，蜗壳式，列管式。
其中列管式换热器虽在热效率、紧凑性、金属消耗量等方面均不如板式换热器，但它却具有结构坚固、可靠程度高、适应性强、材料范围广等特点，因此成为石油、化工生产中，尤其是高温、高压和大型换热器的主要结构形式。
列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、填函式换热器和U型管式换热器，而其中固定管板式换热器由于结构简单，造价低，因此应用最普遍。
1.3 固定管板式换热器这类换热器操作简单、便宜。
最大的缺点是管外侧清洗困难，因而多用于壳侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。
当壳壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器，因此，一般管壁与壳壁温度相差50℃以上时，换热器应有温差补偿装置，图为具有温差补偿圈（或称膨胀节）的固定管板式换热器。
一般这种装置只能用在壳壁与管壁温差低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况。
壳程压强超过6×105Pa时，由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿作用，就应考虑采用其他结构。
1.4 浮头式换热器用法兰把管束一侧的管板固定到壳体的一端，另一侧的管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩。
这种形式的优点是当前两侧传热介质温差较大时，不会因膨胀产生温差压力，且管束可以自由拉出，便于清洗。
缺点是结构复杂，造价高。
1.5 U型管式换热器此类换热器只有一个管板，管程至少为两程。
由于管束可以取出，管外侧清洗方便，另外，管子可以自由膨胀。
缺点是U型管的更换及管内清洗困难。
考虑到换热器管壁与壳壁温差不超过50 ℃，而且应用广泛，操作简单、方便。
用水冷却氨气不易结垢，所以选择带有补偿圈的固定管板式换热器。
1.6 填料函式换热器填料函式换热器的结构如图1-4所示。
其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。
管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。
填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。
其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。
1.7换热器的选型本设计任务是利用冷流体（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。
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。
不同的换热器适用于不同的场合。
换热器的选择涉及的因素很多，如换热流体的腐蚀性及其他特性，操作温度与压力，换热器的热负荷，管程与壳程的温差，检修与清洗要求等。
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。
所以首选间壁式换热器中的列管式换热器作为设计基础。
1.8 换热器内冷热流体通道的选择冷、热流体流动通道的选择的一般原则：1)不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。
2)腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。
3)压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。
4)饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较清洁，表面传热系数与流速无关，而且冷凝液容易排出。
5)流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜，因在壳程Re>100即可达到湍流。
但这不是绝对的，如流动阻力损失允许，将这类流体通入管内并采用多管程结构，亦可得到较高的表面传热系数。
6)若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将表面传热系数大的流体通入壳程，以减小热应力。
7)需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
由于循环冷却水容易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。
1.9换热管的选择选用较小直径的管子，可以提高流体的对流给热系数，并使单位体积设备中的传热面积增大，设备较紧凑，单位传热面积的金属耗量少，但制造麻烦，小管子易结垢，不易清洗，可用于较清洁流体。
大管径的管子用于粘性较大或易结垢的流体。
我国列管式换热器常采用无缝钢管，规格为外径×壁厚，常用的换热管的规格：φ19×2，φ25×2.5，φ38×3。
在此项目设计中选择换热管的规格为φ25×2.5碳钢管，管内流速取u i =0.5m/s三、确定物性参数定性温度：可去流体进口温度的平均值。
壳程油的定性温度为T=260140+=100(°C)管程冷却水的定性温度为T=24030+=35(°C)根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
油在100°C 下的有关物性数据如下：密度 ρ0=766 ㎏/ m 3定压比热容 c 0p =2.38 kJ/（kg •℃）导热系数 0λ=0.104 （W/m.°C ）粘度 μ0=54.5×10-5（Pa •s ）循环冷却水在35°C 下的有关物性数据如下：密度 ρi =994 ㎏/ m 3定压比热容 c pi =4.08kJ/（kg •℃）导热系数 i λ=0.626 （W/m.°C ）粘度 μi =72.5.5×10-5（Pa •s ）四、计算总传热系数1、热流量Q 0=m 0 c 0p t 0=10000 x 2.38 x (140-60)=1.904 x106(kJ/h)=529（kW ）2、平均传热温差m t /∆=()()()()[]C)(66.333040/60-140ln 304060140 =----=3、冷却水用量=-=∆=)3040(08.419040000x t c Q w i pi i 46666.7 (kg/h)4、总传热系数K1000013670000725.09945.002.0Re >=⨯⨯==i ii i u d μρ故采用下式计算i α： C W/m 27318812.13.20333.31023.0626.06175.208.4000725.09945.0020.0020.0626.0023.0023.024.08.04.08.0︒⋅=⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλαp i i i i i i i c u d d壳程传热系数假设壳程的传热系数 2900=αW/（m .2°C ）污垢热阻C/W m 000172.0C/Wm 000344.022︒⋅=︒⋅=so si R R管壁的导热系数C W/m ︒⋅=45λ2901000172.00225.045025.00025.0020.0025.0000344.0020.02731025.0111++⨯⨯++⨯=++++=oso m o i o si i i o R d bd d d R d d K αλα 003448.0000172.0000062.000043.0000457.01++++==218.86C W/m 2︒⋅五、估算传热面积考虑15%的面积裕度，2m 2.8473315.115.1=⨯='=S S23m 73366.335.21410529=⨯⨯=∆='m t K Q S六、工艺结构尺寸1.管径和管内流速选用5225.Φ⨯的碳钢换热管，管内流速m/s 50.u i =2.管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数8407.835.002.0785.0)3600994/(7.46666422≈=⨯⨯==x u d Vn i i s π（根） 按单管程计算所需换热管的长度m 77.12025.014.3842.84=⨯⨯==o s d n S L π 按单管程设计，传热管过长，现取传热管长m 6=l ，则该换热器的管程数为2677.12≈==l L N p （管程） 传热管的总根数168284=⨯=N （根）3.平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数8304060140091.030140304012211112=--=--==--=--=t t T T R t T t t P按单壳程双管程结构，查单壳程R P φ--图，因091010.P R ==，在图上难以读取，因而相应以R /1代替R ，PR 代替P ，查同一图线得820.φ=平均传热温差C 6.2766.3382.0 =⨯=∆m t4.传热管排列和分程方法采用组合排列，即每层内按正三角形排列，隔板两侧按正方形排列。