化工原理课程设计

新疆工程学院

化工原理课程设计说明书

题目名称：8.78×103kg/h合成氨厂变换气

列管式换热器设计

系部：化学与环境工程系

专业班级：环境科学与工程15-1

学生姓名：张鑫

指导教师：杨智勇

完成日期：2018-1-12

格式及要求

1、摘要

1)摘要正文

(小四，宋体)

摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。

2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词)

(小四，黑体)

2、目录格式

目录(三号，黑体，居中)

1 XXXXX（小四，黑体） (1)

1.l XXXXX(小四，宋体) (2)

1.1.1 XXXXX(同上) (3)

3、说明书正文格式：

1. XXXXX (三号，黑体)

1．1 XXXXX(四号，黑体)

1.1.1 XXXXX(小四，黑体)

正文：XXXXX(小四，宋体)

（页码居中）

4、参考文献格式：

列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。

参考文献内容(五号，宋体)

示例如下：

期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。

图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。

5、.纸型、页码及版心要求：

纸型： A4，双面打印

页码：居中，小五

版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm

相当于A4纸每页40行，每行38个字。

6、量和单位的使用：

必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。

摘要

按照设计任务要求，回收合成氨厂流量为8.78×103kg/h变换气的热量，以提高温度为126℃的进饱和塔热水,要求热水温度升高8℃。通过热量衡算确定估算出传热面积。确定水走管程，变换气走壳程。选定固定管板式换热器G600-Ⅰ-10-60。进一步核算总传热系数、换热面积及其裕度和压力降，符合设计要求。绘制了简单的工艺流程图。

关键词：热量衡算传热系数传热面积

新疆工程学院

课程设计任务书

17/18学年上学期2018年1 月8日

目录

第一章绪论 (5)

1列管式换热器类型的选择 (5)

2流体流程的选择原则 (5)

第二章工艺过程设计 (7)

2工艺过程设计 (7)

2.1估算传热面积 (7)

2.1.1估算传热面积所需条件 (7)

2.1.2传热计算（热负荷计算） (7)

2.2平均温差的计算 (8)

2.2.1有效平均温差的计算 (8)

2.2.2有效平均温差的计算 (8)

2.3按经验值初选总传热系数 (9)

2.4初算出所需的传热面积 (9)

2.5流体通道的选择 (9)

2.6试选型号 (9)

2.7核算管称、壳称的流速及R E (9)

2.7.1壳程流通截面积、流速、雷诺数的确定 (9)

2.7.2壳程流通截面积、流速、雷诺数的确定 (10)

2.8对流给热系数的计算 (11)

2.8.1计算管程对流给热系数 (11)

2.8.2计算壳程对流传热系数 (11)

2.9总传热系数K的校验 (12)

2.10校核换热面积 (12)

2.10.1实际传热面积的确定 (12)

(12)

2.10.2生产所需换热器传热面积

2.11对所选定换热器的校核 (13)

2.12压力降的计算 (13)

2.12.1 管程压力降 (13)

2.12.2 壳程的压力降 (13)

2.12.3对管、壳程压降的核验 (14)

2.13计算结果汇总 (15)

2.14换热器工艺简图 (16)

3参考文献 (17)

4总结 (18)

5致谢 (19)

第一章绪论

1列管式换热器类型的选择

列管式换热器主要由壳体、管板(又名花板)、管束和管箱或封头等部件构成。管束平行装于圆简形的壳体内,管束的两端分别固定在管板上。换热器在进行热交换时，一种流体由封头的连接管处进人,经由管内流动，称为管程;另一种流体在管束和壳体闻的空隙内流动,称为壳程。

根据热补偿方式的不同，管板的形式不同，列管式换热器可分为三种类型:固定管板式、浮头式和U形管式。

固定管板式换热器的特点：耗量低，造价低，便于清洗，有膨胀节可利用进行温差补偿。

2流体流程的选择原则

流体流经管程还是壳程，应根据流体的性质，从有利于传热,减少污垢，耐用。降低压力损失及便于清洗维护等方面加以考虑。一般选择原则如下：

(1)易结垢或不洁净的流体流经易于清洗的一侧。对于固定管板式、浮头式这种管束为直管的换热器，应使易结垢或不洁净流体流经管程，而对于U 形管式换热器，则应走壳程。

(2)有腐蚀性的流体应走管程，以节省耐腐蚀材料的用量，降低换热器制造成本。

(3)有毒性的流体走管程,以减少泄漏机会。

(4)压力高的流体走管程。因为管子直径小，承受高压能力好,同时还能避免采用耐压的壳体和高压密封措施。

(5) 为了保证较高的传热系数，有时需要提高流体的流速。需要提高流速以增大其传热膜系数的流体应走管程，因为管程流通截面积较小，而且易于采用多管程结构以增大流速。

(6) 有饱和蒸汽冷凝的换热器，饱和蒸汽一般走壳程,以便于冷凝液的排出。

(7) 被冷却的流体一般走壳程，便于散热。

(8) 粘度大的流体应走壳程，因为壳程一般都装有折流挡板，流体要不断地改变流动方向,在较低的雷诺数下就可达到湍流状态，以便提高传热膜系数。