换热器课程设计2011

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换热器课程设计摘要

换热器课程设计摘要一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握换热器的基本原理、类型及计算方法。

知识目标包括：了解换热器的定义、作用和分类；掌握换热器的基本原理，包括热量传递的机理和计算方法；理解换热器的各种类型及适用场景。

技能目标包括：能够运用换热器的基本原理进行简单的计算；能够分析实际问题，选择合适的换热器类型和计算方法。

情感态度价值观目标包括：培养学生对工程实际问题的兴趣和好奇心；培养学生对科学探究的积极态度和团队协作精神。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括换热器的基本原理、类型及计算方法。

首先，介绍换热器的定义、作用和分类，让学生了解换热器在工程实际中的应用。

其次，讲解换热器的基本原理，包括热量传递的机理和计算方法，让学生掌握换热器的工作原理和计算方法。

最后，介绍换热器的各种类型及适用场景，使学生能够根据实际问题选择合适的换热器类型和计算方法。

三、教学方法为了实现本节课的教学目标，将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

首先，通过讲授法向学生传授换热器的基本原理、类型及计算方法；其次，采用讨论法引导学生探讨实际问题，培养学生的团队协作精神；然后，运用案例分析法让学生分析实际问题，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力；最后，通过实验法让学生动手操作，巩固所学知识，提高学生的实践能力。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

教材和参考书将为学生提供系统的理论知识，多媒体资料将帮助学生形象地理解换热器的工作原理和计算方法，实验设备将让学生亲身体验换热器的工作过程，提高学生的实践能力。

五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

平时表现评估将关注学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，以考察学生的学习态度和积极性。

作业评估将包括课后习题、小论文等，以检验学生对换热器知识的理解和应用能力。

换热器课程设计文档

换热器课程设计文档一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握换热器的基本原理、类型、结构和计算方法，能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。

具体分为以下三个部分：1.知识目标：（1）掌握换热器的基本原理和作用；（2）了解不同类型的换热器及其特点；（3）熟悉换热器的结构组成和计算方法。

2.技能目标：（1）能够分析实际工程中的换热问题，并选择合适的换热器；（2）能够运用换热器计算方法，准确计算换热器的性能参数；（3）具备一定的创新能力和解决问题的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对能源工程领域的兴趣和热情；（2）培养学生严谨的科学态度和团队协作精神；（3）培养学生关注环保、节能和可持续发展意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.换热器的基本原理：介绍换热器的工作原理、热传递方式及换热效果的影响因素。

2.换热器的类型：分类介绍不同类型的换热器，如管式换热器、板式换热器、壳管式换热器等，并分析其优缺点。

3.换热器的结构组成：详细讲解换热器的主要组成部分，如壳体、管束、换热管、支架等，以及它们的作用和选型依据。

4.换热器计算方法：介绍换热器的传热计算、阻力计算和面积计算等方面的方法。

5.换热器在实际工程中的应用：分析换热器在能源、化工、环保等领域的应用案例，培养学生解决实际问题的能力。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握换热器的基本原理、类型和计算方法。

2.案例分析法：分析实际工程中的换热器应用案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。

3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对换热器结构和工作原理的理解。

4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。

四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材，为学生提供系统、全面的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

换热器的课程设计

目录一、设计任务书 (3)二、合成氨方法简介 (5)三、工艺计算 (8)3.1 列管式换热器类型的选择 (8)3.1.1 固定管板式换热器 (8)3.1.2 浮头式换热器 (8)3.1.3 U形管换热器 (8)3.1.4 滑动管板式换热器 (8)3.2 流体流动通道的选择 (8)3.3浮头式换热器简图 (9)3.4 热平衡计算 (10)3.5 估算传热面积 (10)四、换热器核算 (12)4.1传热系数 (12)4.1.1管程换热系数 (12)4.1.2壳程换热系数 (13)4.2 对数平均温差 (13)4.3传热面积 (14)4.4计算压强降 (14)五、热换器工艺结构尺寸 (16)5.1壳体内径的确定 (16)5.2 换热器壁厚设计与液压试验 (16)5.3 封头 (17)5.4 管板 (17)5.5 容器法兰 (18)5.6 接管尺寸 (18)5.6.1 壳程进出口接管 (18)5.6.２管程接管 (18)5.7 接管法兰 (19)5.8 管箱长度 (19)5.9 折流板 (19)六、换热器主要结构尺寸和计算结果 (20)七、设计评述 (21)八、参考文献 (22)九、附图 (23)附图1 列管式换热器设计方案 (23)附图2 列管式换热器尺寸图 (24)一、设计任务书一)、目的锻炼学生查阅资料、选择设计参数的能力，要求学生能进行典型设备的设计计算，掌握化工设计的过程和方法。

以下方面将得到培养和训练：1.查阅资料和收集数据的能力：设计任务给出后，有许多数据需要设计者去收集，有些物性参数要查取或估算，计算公式也由设计者自行选用。

这就要求设计者运用各方面的知识，详细而全面地考虑后方能确定。

2.正确选择设计参数：树立技术上可行和经济上合理的工程观点，同时还须考虑到操作和维修的方便和环境保护的要求，要求设计的结果不仅计算正确，还应综合考虑工程的各种因素，力求从总体上得到较佳的设计结果。

3.正确、迅速地进行计算：设计计算需要反复试算，计算的工作量较大，需要强调计算的正确与迅速。

浮头式换热器

大学《化工原理》课程设计学院：河南城建学院班级：1024091学号：姓名：程少龙指导教师：李鹰时间：2011 年 12月28 日1.设计任务书2.概述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。

一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。

管束的壁面即为传热面。

其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。

为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。

折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。

列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。

若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。

2.1换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。

按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。

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。

课程设计换热器的设计

课程设计换热器的设计一、教学目标本课程的设计目标是使学生掌握换热器的基本原理、设计方法和计算技巧。

知识目标要求学生了解换热器的类型、工作原理及其在工程中的应用；技能目标要求学生能够运用传热学的基本原理，进行换热器的设计和计算；情感态度价值观目标则在于培养学生的创新意识和解决实际问题的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本原理、类型及其设计方法。

具体内容包括：换热器的基本概念、传热基本方程、对流传热、换热器类型（包括空气冷却器、水冷却器、热交换器等）、换热器的设计方法及计算技巧。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。

在讲授基本原理和设计方法的同时，通过案例分析让学生了解换热器在实际工程中的应用，通过实验操作让学生亲手实践，加深对换热器原理的理解。

四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备丰富的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。

教材和参考书将用于理论知识的讲解和拓展，多媒体资料将用于形象地展示换热器的工作原理和设计方法，实验设备则用于学生的实践操作。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

平时表现主要考察学生的课堂参与度、提问回答等情况；作业则是对学生学习进度的实时跟踪，要求学生在规定时间内完成；考试则是检验学生对课程知识的掌握程度，包括期中和期末考试。

通过这些评估方式，教师能够全面了解学生的学习情况，为后续教学提供依据。

六、教学安排本课程的教学安排将根据课程内容和学生的实际情况进行设计。

教学进度将确保在有限的时间内完成所有教学任务，教学时间将合理安排，既不过于紧张，也不过于宽松。

教学地点将选择适合进行课程教学的环境，如教室、实验室等。

同时，教学安排还将考虑学生的作息时间、兴趣爱好等因素，以提高学生的学习效果。

七、差异化教学为了满足不同学生的学习需求，本课程将根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平进行差异化教学。

化工原理换热器课程设计

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。
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6. 编写设计说明书：可按照以下几步进行： (1) 课程设计准备工作 ① 有关生产过程的资料； ② 设计所涉及物料的物性参数； ③ 在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计
以上即为我们在课程设计中所涉及的主要内容。
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三、换热器简介（一）壁式换热器的类型(type)
1、夹套换热器 Jacketed type heat exchanger
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（二）、蛇管换热器 1. 沉浸式 Immersed heat exchanger
强化措施：可减少管外空间；容器内加搅拌器。
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2. 喷淋式 sprinkle heat exchange
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优点：结构简单；便于耐腐蚀；管内能耐高压；管外比沉浸式大。
缺点：冷却水喷淋不均匀影响传热效果；只能安装在室外，占地面积大。
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图1 传热管排列
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4.4.1 换热器中管子的规格和排列方式
管子的规格：19×2mm和25×2.5mm 管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m 排列方式：
正三角形
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正方形直列
正方形错列
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4.4.2 传热管排列方法

课程设计模板换热器

课程设计模板换热器一、教学目标本课程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换热器的原理、类型和应用；技能目标要求学生能够运用换热器的基本原理进行热交换计算和设计；情感态度价值观目标要求学生培养对换热器技术和节能减排的认识，提高学生的环保意识和社会责任感。

通过本课程的学习，学生将能够：1.描述换热器的基本原理和类型；2.分析换热器的工作过程和性能指标；3.应用换热器的基本原理进行热交换计算和设计；4.探讨换热器技术在节能减排中的应用；5.培养对换热器技术和节能减排的认识，提高环保意识和社会责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的原理、类型和应用。

具体包括以下几个方面的内容：1.换热器的基本原理：热传递方式、换热器的工作过程和性能指标；2.换热器的类型：板式换热器、壳管式换热器、空气冷却器等；3.换热器的应用：热交换计算、设计方法和实例分析；4.换热器技术在节能减排中的应用：热泵技术、余热回收等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握换热器的基本原理和应用；2.讨论法：引导学生进行思考和交流，提高学生的理解和分析能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和应用换热器技术；4.实验法：通过实验操作，使学生直观地了解换热器的工作过程和性能。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《换热器技术》等相关教材；2.参考书：国内外相关论文、技术手册等；3.多媒体资料：PPT课件、视频资料、图片等；4.实验设备：换热器实验装置、热流量计等。

通过以上教学资源的选择和准备，我们将为学生提供全面、丰富的学习资源，帮助学生更好地理解和掌握换热器技术。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多种方式，包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

换热器课程设计-精品

成绩化工原理课程设计设计说明书设计题目：换热器课程设计化工原理课程设计任务书一、设计任务及操作条件某生产过程中，需用循环冷却水将有机料液从102℃冷却至40℃。

已知有机料液的流量为（2.5－0.01×20）×104 =23000kg/h，循环冷却水入口温度为30℃，出口温度为40℃，并要求管程压降与壳程压降均不大于60kPa，试设计一台列管换热器，完成该生产任务。

已知:定性温度下流体物性数据有机化合液986 0.54*10-3 4.19 0.662水994 0.728*10-3 4.174 0.626注：若采用错流或折流流程，其平均传热温度差校正系数应大于0.8二、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102℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温40℃，管程压降与壳程压降均不大于60kPa，壳程压降不高，因此初步确定选用固定板式换热器。

2.管程安排由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，有机化合液走壳程。

三、确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低粘度立体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

故壳程的有机化合液的定性温度为T℃71240102=+=管程流体的定性温度为t=℃3523040=+=根据定性温度分别查取壳程流体和管程流体的有关物性数据。

有机化合液的有关物性数据如下：密度 kg/m3986 =ρ粘度=μ0.54*10-3 Pa ·s比热容 1Cp =4.19 kJ/（kg ·℃）导热系数λ=0.662 W/（m ·℃）循环水的有关物性数据如下：密度 kg/m3994 =ρ粘度=μ0.728*10-3 Pa ·s比热容 2Cp =4.174 kJ/（kg ·℃）导热系数 λ=0.626 W/（m ·℃）四、估算传热面积 1、热流量 Q= m 112()Cp T T -=23000*4.19*（102-40）=5974940 kJ/h=1659.7kw 2、平均传热温差先按照纯逆流计算，得℃5.28304040102ln 304040102=-----=∆）（）（）（）（m t3、传热面积由于有机化合液的粘度为=μ0.54*10-3 Pa ·s ，假定总传热系数K=300W/（2m .℃），则传热面积为=∆=m t K A Q 28.5*3001659700=194.12 2m4、冷却水用水量=∆=t Cp 2Q m 10*10*4.17416597003=39.76kg/s=143146kg/h五、工艺结构尺寸1、管径和管内流速选用Φ25*20较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速1u =1.5m/s 。

化工原理课程设计换热器

化工原理课程设计换热器一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握换热器的基本工作原理，包括热传导、对流和辐射在换热过程中的作用。

2. 学生能够掌握换热器类型及适用范围，了解各类换热器的结构特点及优缺点。

3. 学生能够运用热量平衡原理，进行换热器的热力计算，掌握换热器设计的基本方法。

技能目标：1. 学生能够运用相关公式，对换热器进行选型和计算，提高解决实际工程问题的能力。

2. 学生能够通过查阅资料，了解并掌握换热器材料的选用原则，提高材料应用能力。

3. 学生能够运用CAD等软件绘制换热器简图，提高绘图技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱化学工程，关注化工设备，具备良好的职业素养。

2. 培养学生严谨的科学态度，提高团队合作意识，培养沟通与协作能力。

3. 培养学生节能环保意识，关注换热器在化工生产过程中的节能减排作用。

课程性质：本课程为化工原理课程的一部分，侧重于换热器的原理、计算和应用。

学生特点：学生为高中二年级学生，具有一定的物理和化学知识基础，对工程问题有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，通过实例分析、计算练习和小组讨论等形式，使学生掌握换热器相关知识，提高解决实际问题的能力。

教学过程中注重启发式教学，引导学生主动探究和思考。

在教学评估中，关注学生的学习成果，及时调整教学策略，确保教学目标的有效实现。

二、教学内容1. 换热器原理：包括热传导、对流和辐射的基本概念，换热器的基本工作原理及热量传递过程。

相关教材章节：第二章第四节《热量传递的基本原理》2. 换热器类型与结构：介绍各类换热器（如管壳式、板式、空气冷却式等）的结构、特点、应用范围及优缺点。

相关教材章节：第三章第一节《换热器的类型与结构》3. 换热器选型与计算：讲解换热器选型原则，热量平衡原理，换热器热力计算方法及步骤。

相关教材章节：第三章第二节《换热器的选型与计算》4. 换热器材料：介绍换热器常用材料及其选用原则，分析不同材料的性能和适用场合。

换热器课程设计

换热器课程设计说明书大连理工大学能源与动力学院动热1101班设计者：张康院学号：201172143日期：2011.14指导教师：邱庆刚设计题目：设计任务：筒体设计压力：P=1500000Pa 筒体内径：Di=0.5m筒体壁厚：s=0.008m焊缝系数：Φ=0.9壁厚附加量：C=0.0045m 筒体材料的许用应力：[σ]=600000000Pa筒体的设计壁厚：s=0.00519541m筒体可承受最大应力：σ=97103571.43Pa设计内容：（1）工艺设计和机械设计；（2）一张装配图（CAD），一张零件图（CAD）项目符号单位公式（数据来源）数值备注原始数据1234567空气进口温度空气出口温度冷却水进口温度冷却水出口温度空气工作压力冷却水工作压力冷却水质量流量t1’t1”t2’t2”p1p2M2℃℃℃℃PaPakg/s由已知由已知由已知由已知由已知由已知由已知1455025361.0x10^61.5x10^627.78传热两季平均温差8 空气的定性温度tm1℃(t1’+t1”)/2 97.59 空气的比热Cp1kJ/(kg.℃) 查物性表100910 空气的密度ρ1kg/3m查物性表0.952511 空气的粘度μ1kg/(m.s) 查物性表0.000021812 空气的导热系数λ1W/(M.℃) 查物性表0.031913 空气的普朗特数Pr1Pr1=μ1Cp1/λ1 0.6895360514 水的定性温度tm2℃(t2’+t2”)/2 30.515 水的比热Cp2kJ/(kg.℃) 查物性表417416 水的密度ρ2kg/3m查物性表995.617 水的导热系数λ2W/(m.℃) 查物性表0.6218 水的粘度μ2kg/(m.s) 查物性表0.0007940919 水的普朗特数Pr2Pr2=μ2Cp2/λ2 5.34601880620 热损失系数ηL取用0.9821传热量QkW L1111η)"'(ttCpMQ-=1275490.9222 冷却水量M1kg/s)'"(/111ttCpQM-=13.5780225 23 逆流失得对数平均温差△t1m,c℃Δln/)ΔtΔt(Δminmax,1-=cmt57.04692295 24参数P及RP (t2”-t2’)/(t1”-t1’) 0.091666667R8.63636363625ψ0.9826 温差修正系数Δtm℃ψΔt1m,c55.90598449估算传热27初选传热系数K' W/(2m.℃) 查参考资料7528估算传热面积F'2mF'=Q/K' Δtm304.1990183 29管子材料Φ25*2.5 30管程内气体流速w2m/s 选用 1.3面积及传热面结构31管程所需流通截面At2m At=M1/ρ1w1 0.02146367132每程管数n根n=4At/πDi^2 68.32098649取68 33每根管长l m L=F'/nZtπd0 1.771592447取2.0 34管子排列方式表2.3 等边三角形35管间距s mm 表2.3 3236分程隔板槽处管间距l E mm 4437平行与流向管距s p mm s p=scos=32cos30°27.71238垂直于流向的管距s n mm s n=scos=32cos30°1639拉杆直径mm 1640做草图41六边形层数a层 6一台管子数nt根136一台拉杆数根 4一台传热面积2m S=Ntπdl18.91352096F”264.78929350.22442管束外圆直径D L m 0.47343壳体内经D sm Ds=Dl+2b3b3=0.25d0.544长径比 1 L/Ds4管程计算45 管程接口直径D2mm1122wρ13.1MD=194*746 管程雷诺数Re2111μdiρRew=32597.81637 47 管程换热系数α2W/(m.℃)0.30.812Pr0.023Re×diλα=5686.59802548 折流板形式——弓形49折流板缺口高度hm h=0.25Ds0.12550 折流板圆心角度12051折流板间距lsm L s=（0.2~1）Ds0.352折流板数目N b块N b=l/l s-17壳程结构及壳程计算53 折流板上管孔数个11654 折流板上管孔直径d H m GB151-89查得0.025455 通过折流板上的管子根由草图得11256 折流板缺口处管数根由草图得2457折流板直径D bm GB151-89规定0.495558 折流板缺口面积A wg2m⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛=2θsinDs2h-1-θ2142DsAwg0.038354167 59错流区内管数占总管数的百分比F c--⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛+=Dl2h-Dsarccos2Dl2h-DsarccossinDl2h-Ds2ππ1Fc0.639979355 60 缺口处管子所占面积A wt2m()FcnAtwt-=18πd200.012017281 61流体在缺口处流通面积Ab2mAb=A wg-A wt0.026336886 62流体在两折流板间错流流通截面积Ac2m()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-=dossdoDlDlDslsAc0.037828125 63 壳程流通截面积As2m AbAcAs=0.031563824 64 壳程接管直径D1 mmπ21AsD=65 错流区管排数Nc 排由草图866每一缺口内的有效错流管排数Ncw 排SphNcw8.0= 3.60854503567 旁流管道数Ne 对 1 168 旁流挡板数Nss 对 3 369旁流面积/错流面积FbpAclsNeLeDlDsFbp⎪⎭⎫⎝⎛+-=210.388599752 70一块折流板上管子和管孔间泄露面积Atb2m()()iHnFcddAtb+-=121πd0.00350346 71折流板外缘与壳体内壁之间泄流面积Asb2m2m()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-=Ds2h-1arccos-π2DbDsDsAsb0.10707595 72壳程雷诺数Re1 AsμRe111dM=30832.6206673 理想管束传热因子jH 图2.28 0.003774 折流板缺口校正因子jc 图2.29 1.0175折流板泄露校正因子j1ctb sb A A A +及tb sb sb A A A +0.7576旁通校正因子jbcssN N 查图2.310.9377壳程传热因子job lc H j j j j j =00.00260655878 壳程质量流速Gs 2mss A M G 2=26.8860452279 壳侧壁面温度 tw ℃ 假定 100 80壁温下水的粘度μw1 查物性表0.000021981壳侧换热系数 a1()℃/2∙m W⎪⎪⎭⎫⎝⎛=w 32-r p s 01μμp c G j α 90.5391377382 水垢热阻rs,2 ()W m/℃2∙查p227附录C 0.00086 83 rs,1 ()W m/℃2∙.查p227附录C0.00017 84管壁热阻略85传热系数 KW/(m.℃)1i 10i 0s1s22d αd d γγα1-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=d K79.9375698686 传热面积F 2mm00Δt K Q F =285.409306487传热面积之比F''/F --- ---0.92775283688校验壳侧壁温 tw1 ℃ m s22022Δt γα1⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=K t t m w 47.38052927阻力计算89 管内摩擦因子 f1 0.0058 90 管侧壁温 tw2 ℃ 假定48.7 40 91壁温下的物性粘度μw2 Kg/(m.s)查物性表0.000653392沿程阻力Δpi pa 14.0w12t1i μμ2w ρ4ΔP -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i id l f 3448.3139893回弯阻力 Δpr pa t Z 2w ρ4ΔP 11r = 53842.04894 进出口连接管阻力Δpn pa2w ρ1.5ΔP 2t1n =1261.92395 两台管程总阻力 Δpt pa n r i t ΔP ΔP ΔP ΔP ++=58552.2849896理想管束摩擦系数 fk 查图2.360.1997理想管束错流段阻力Δpbkpa14.0w2222c c 2k bk μμρ2A N M 4f Δp -⎪⎭⎫ ⎝⎛= 2099.2985898 理想管束缺口处阻力Δpwkpa()cw N 6.02ρA 2A M Δpwk 2b b 22+=2064.2914599 旁路校正系数Rb 查图2.38 0.78 100 折流板泄露校正系数Rl 查图2.37 0.48101 折流板间距不等的校正系数Rs 间距相等不需校正1102 壳程总阻力Δp'spa ()[]sbRRN⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++-=ccwbbk1wkbbbksNN1RΔp2ΔpNRΔp1'Δp34172.367861 筒体计算压力Pc Mpa 由已知 1.02 筒体内径Di mm 由热力结构计算5003 筒体有效壁厚Se mm 由设计计算84 焊缝系数ΦMpa 查相关资料0.95 筒体许用应力[σ]1 Mpa 根据YB536-69 6006 筒体实际应力σ1 Mpa σ=pDi+pse/2seΦ64.7357 管板计算压力P Mpa 由已知8 管板有效厚度δe mm 由设计计算9 最外圈管子圆直径Do mm 由零件图10 管孔中心距So mm 由结构计算11 管子外径do mm 由结构计算12 管板许用应力[σ]2 Mpa 由GB700-6513 管板许用剪切应力[τ]2 Mpa 由GB700-6514 管板实际正应力σ2 Mpa σ2=p/(2δe/Di)15 管板实际其剪切应力τ 2 Mpa 许用剪切应力五、细部结构的设计1 接管根据热交换器的结构计算可知，管程接管，管壳接管均选用材料。

甲苯换热器课程设计

武汉长江工商学院化工原理课程设计甲苯换热器设计系：环生系班级：09402班*****学号：********完成时间：2011年11月30日课程设计任务书某厂用循环冷却水甲苯从80°冷却到50°C，甲苯年处理能力为18000t／a，压力为6.5MPa,循环冷却水的入口温度为25°C，出口温度为35°C，要求冷凝器允许压降不大于500000Pa,试设计一台管壳式卧式换热器完成该生产任务。

每年按330天计算，每天按24小时连续运行。

设计要求（1）换热器工艺设计计算（2）换热器工艺流程图（3）换热器设备结构图（4）设计说明目录一、标题页 (3)二、方案设计 (4)三、确定设计方案 (4)四、确定物性数据 (4)五、计算总传热系数 (4)六、计算传热面积 (5)七、工艺结构尺寸计算 (5)八、换热器核算 (7)九换热器主要结构参数和设计结果一览表 (10)十、对本设计的评价 (11)十一、自设计使用该换热器的工艺流程图 (12)十二、参考文献 (12)二、方案设计某厂在生产过程中，需将甲苯从80℃冷却到50℃。

甲苯年处理能力为18000t ／a。

压力为6.5Mpa，冷却水入口温度25℃，出口温度35℃。

要求冷凝器压降不大于500KPa。

试设计能完成上述任务的管壳式换热器。

三、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80℃，出口温度50℃冷流体。

冷流体进口温度25℃，出口温度35℃。

由于管壁与壳壁的温差低于60℃—70℃，而且考虑到制作简单便宜，因此采用逆流，初步确定选用固定管板式换热器。

（2）流动空间及流速的确定由于硝基苯的粘度比水的大，因此冷却水走管程，硝基苯走壳程。

另外，这样的选择可以使硝基苯通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。

同时，在此选择逆流。

选用25×2mm的碳钢管，管内流速取ui=0.94m/ｓ。

四、确定物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值。

列管式换热器课程设计书

前言在工业生产中，为了实现物料之间热量传递过程的一种设备，统称为换热器。

它是化工、炼油、动力、原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。

对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。

在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝等。

换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺上的需要。

在换热设备中，应用最广泛的是管壳式换热器。

目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器，在许多工业部门中被大量地使用。

尤其在化工生产中，无论是国内还是国外，它在所有的换热设备中，仍占主导地位。

管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。

它的形式大致分为固定管板式、釜式浮头式、形管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种。

根据介质的种类、压力、温度、污垢和其它条件，管板与壳体的连接，传热管的形状与传热条件，造价便宜，维修检查方便等情况，同时也需要了解各种结构形式的特点来选择设计制造各种管壳式换热器。

本设计根据设计要求，由于温差应力较大选用浮头式换热器。

浮头式换热器如图所示。

一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。

壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。

浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出（也有设计成不可拆的），这样为检修、清洗提供了方便。

但结构较复杂，而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况，所以在安装时要特别注意其密封。

目录1.化工原理课程设计任务书 (1)2.流程图 (2)3.工艺流程图 (2)4.设计计算 (3)4.1设计任务与条件 (3)4.2设计计算 (3)4.2.1确定设计方案 (3)4.2.2确定物性参数 (3)4.2.3估算传热面积 (4)4.2.4管束计算 (5)4.2.6壳体设计 (8)4.2.7设备零部件设计 (9)5.设计结果评价 (11)6.总结 (12)参考文献 (12)7.设备装配图 (13)1.化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、操作条件流体名称入口温度/℃出口温度/℃物料煤油140 80 加热冷却介质自来水30 50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、设计内容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）换热器内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℃。

(完整版)换热器设计毕业课程设计

课程设计任务1.设计题目：列管式换热器的设计设计目的：通过对列管式换热器的设计，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。

2.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1.72X 10-4m2• KW，换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度& =0.1mm，要求两侧的阻力损失均不超过0.2X 105Pa。

试设计一台适当的列管式换热器。

(y：学号后2位数字)(1)生产能力和载热体用量：原油42000 + 150*1 (2) *y kg' X Nt=44 X 4=176A 实际=L X ( n X dO) X n' = 26 X ( n X 0.025) X 44=89.804 ( m2)3、选择换热器壳体尺寸选择换热管为三角形排列，换热管的中心距t=32mm。

n c=1.1、n =1.1 176 =14.6 15最外层换热管中心线距壳体内壁距离：b'=(1 ——1.5)d0壳体内径：32(15-1)+2*1.3*25=513圆整后，换热器壳体圆筒内径为D=550mm，壳体厚度选择8mm。

长度定为5996mm 。

壳体的标记：筒体DN550 S =8 L=5910。

筒体材料选择为Q235-A，单位长度的筒体重110kgm,壳体总重为110*(5.910-0.156)= 632.94kg 。

(波形膨胀节的轴向长度为0.156m )4、确定折流挡板形状和尺寸选择折流挡板为有弓形缺口的圆形板，直径为540mm,厚度为6mm。

缺口弓形高度为圆形板直径的约14，本设计圆整为120mm。

折流挡板上换热管孔直径为25.6mm ，流挡板上的总开孔面积=147.5*514.7185+4*216.4243=76786.6760mm2 。

换热器的设计课程设计

换热器的设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握换热器的基本原理、设计方法和计算步骤，能够运用所学知识进行换热器的设计和分析。

具体包括：1.知识目标：（1）理解换热器的分类和基本原理；（2）掌握换热器的设计方法和计算步骤；（3）了解换热器在工程中的应用和前景。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识进行换热器的设计和分析；（2）具备查阅相关资料和规范的能力；（3）具备一定的创新能力和团队协作能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对工程技术的热爱和敬业精神；（2）培养学生勇于探索、积极向上的精神风貌；（3）培养学生具备良好的职业道德和团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本原理、设计方法和计算步骤。

具体安排如下：1.第一章：换热器概述（1）换热器的分类和基本原理；（2）换热器的设计方法和计算步骤；（3）换热器在工程中的应用和前景。

2.第二章：换热器的设计（1）换热器设计的基本原理；（2）换热器设计的计算方法；（3）换热器设计的注意事项。

3.第三章：换热器的计算（1）换热器计算的基本公式；（2）换热器计算的案例分析；（3）换热器计算的软件应用。

4.第四章：换热器在工程中的应用（1）换热器在石油化工中的应用；（2）换热器在电力工业中的应用；（3）换热器在制冷空调中的应用。

三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。

具体应用如下：1.讲授法：用于传授换热器的基本原理、设计方法和计算步骤；2.讨论法：用于探讨换热器设计中的问题和解决方法；3.案例分析法：用于分析换热器在工程中的应用案例；4.实验法：用于验证换热器的设计和计算结果。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

具体准备如下：1.教材：选用国内权威出版的换热器设计教材；2.参考书：收集相关领域的学术论文和专著；3.多媒体资料：制作PPT、视频等教学课件；4.实验设备：准备换热器实验装置，用于实践教学。

列管式换热器课程设计

化工原理课程设计（列管式换热器）课程设计任务书设计条件：⒈气体处理量：15000 kg/h⒉气体进口温度：110℃；气体出口温度：60℃⒊循环水进口温度：20℃；出口温度：40 ℃⒋压力：气体压力3MPa；循环水压力0.4 MPa⒌混合气体85℃下物性参数：密度9kg/m3；定压比热容3.297kJ/(kg·℃)；导热系数0.0279W/(m·K)；粘度1.5×10-5Pa·s6．循环水30℃下物性参数:密度995.7kg/m3；定压比热容4.174kJ/(kg·℃)；导热系数0.618 W/(m·K)；粘度0.8007×10-3Pa·s设计任务：1. 接受设计任务，熟悉与设计任务有关的图书、资料。

2. 工艺设计(1)选择工艺流程包括确定换热器类型；换热器流体流动空间的安排等。

(2)传热过程工艺计算包括物料衡算确定各物料流率；热量衡算，确定换热器热负荷以及冷却水消耗量。

3. 换热器结构设计包括换热器壳体直径、长度、厚度；管板尺寸、厚度和结构；封头尺寸和法兰以及它们之间的连接和材料的选用等。

4. 选定主要附属件5. 绘制列管式换热器设备总装配图参考设计指导书的设备装配参考图，根据具体设计完成的换热器，在3#纸上绘制换热器总装配图。

6. 编写设计说明书设计说明书应根据设计指导思想阐明设计观点和特点；列出本设计主要技术数据。

应按设计过程列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历，有条件的还应注明其误差范围。

设计时间2011年6月20 日至2011年 6月 24 日指导老师：目录1. 前言（概述）1.1 设计依据1.2设计任务及要求（简述）1.3设计方案初定2. 传热过程工艺计算2.1试算和初选换热器的规格2.2核算压强降2.3核算总传热系数3. 换热器结构设计3.1 壳体壁厚的计算3.2 管板结构和尺寸的确定3.3 管板与壳体、封头的连接3.4 温差应力补偿4. 设计结果汇总（列表）5. 设计评述（结束语）6. 参考资料前言换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

换热器课程设计书

换热器课程设计书一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握换热器的基本原理、类型、设计方法和应用。

具体包括：1.知识目标：（1）理解换热器的基本概念和作用；（2）掌握换热器的分类和特点；（3）熟悉换热器的设计方法和计算公式；（4）了解换热器在工程中的应用。

2.技能目标：（1）能够分析换热器的工作原理和性能；（2）具备换热器选型和设计的基本能力；（3）学会使用相关软件进行换热器的设计和模拟；（4）能够撰写换热器设计报告。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对工程实践的兴趣和责任感；（3）培养学生关注社会发展和环保意识。

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.换热器的基本概念和作用：介绍换热器的定义、分类和应用领域，理解换热器在工程中的重要性。

2.换热器的类型：讲解不同类型的换热器，如管壳式、板式、螺旋板式等，分析各种换热器的特点和适用范围。

3.换热器的设计方法：学习换热器的设计原理，掌握传热计算公式，了解换热器材料的选择和工艺要求。

4.换热器的应用：通过案例分析，了解换热器在热力系统、化工、空调等领域中的应用，熟悉换热器在不同行业中的重要性。

三、教学方法为了实现课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握换热器的基本概念、设计和应用知识。

2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解换热器在不同领域中的应用，提高学生的应用能力。

3.实验法：安排实验室实践，让学生亲自动手进行换热器实验，培养学生的实践能力和实验技能。

4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和经验，提高学生的沟通能力和团队合作精神。

四、教学资源为了支持课程的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材，作为学生学习的主要参考资料。

2.参考书：提供相关的专业书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观地展示换热器的工作原理和设计方法。

换热器课程设计2011

主要物性参数表
介质
植物油井水性质热流体冷流体密度 kg/m3 950 995.7 比热 kJ//(kg· ℃) 2.261 4.174 粘度 Pa· s 0.742× 10-3 0.801× 10-3 热导率 W/(m· ℃) 0.172 0.618
三、估算传热面积
1.热流量
Q1 m1c p1t1 6000 2.261 140 40 1.3566 106 kJ / h 376.8kW
四、工艺结构尺寸
1.管径和管内流速选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速 u1=0.75m/s。 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：
式中: t—管心距，m；nc —横过管束中心线的管数； b’—管束中心线上最外层管的中心至壳体内壁的距离.
正三角形排列：n c 1.1 n 正方形排列： n c 1.19 n
b ' (1 ~ 1.5)d0
多管程壳体内径：
D 1.05t
N ——排列管子数目；t—管心距
N

——管板利用率
35~1
<1
1.8
2.4
三、流体两端温度的确定
若冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定两端温度的问题。若其中一个流体已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。
例如：用冷水冷却某热流体，冷却水进口温度可根据当地气温条件作出估计，出口温度需根据经济衡算来决定。
为节省水量，出口温度提高，则传热面积要大些；
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2.壳程流动阻力
用埃索法计算壳程压强降，即
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换热器课程设计煤油

换热器课程设计煤油一、教学目标本节课的学习目标主要包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握换热器的基本原理、类型及其在工程中的应用。

具体包括换热器的传热过程、各种换热器的结构特点和性能比较、换热器的设计和计算方法等。

2.技能目标：学生能够运用所学知识对实际问题进行分析和解决，具备一定的工程实践能力。

具体包括换热器选型、换热器设计计算、换热器性能评估等。

3.情感态度价值观目标：培养学生对热能工程领域的兴趣和热情，提高学生的人文素养和社会责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.换热器的基本原理和类型：介绍换热器的定义、作用、传热过程及其分类。

2.换热器的结构特点和性能比较：详细讲解不同类型换热器（如管式、板式、壳式等）的结构、优缺点及适用范围。

3.换热器的设计和计算方法：阐述换热器的设计原则、计算方法和步骤，并以实际案例进行分析。

4.换热器的运行维护和管理：介绍换热器的运行条件、维护要点和安全管理措施。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：系统地讲解换热器的基本原理、类型、设计计算等知识。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解换热器的应用和运行维护。

3.实验法：学生进行换热器实验，加深对换热器性能和运行特性的认识。

4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高学生的思维能力和解决问题的能力。

四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材，为学生提供系统、全面的知识体系。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识视野。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，配合动画、图片等直观展示换热器的原理和结构。

4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能参与到实验中来，提高实践能力。

五、教学评估本节课的评估方式主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和积极性。