化工原理课程设计换热器定稿版
化工原理课程设计——换热器的设计word资料16页
目录一．任务书 (2)1.1.题目1.2.任务及操作条件1.3.列管式换热器的选择与核算1.4．换热器装配图二．概述 (2)2.1.换热器概述2.2.列管式换热器的分类2.3.设计背景及设计要求三．热量设计 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定3.3.确定物性数据3.4.计算总传热系数3.5.计算传热面积四. 机械结构设计 (8)4.1.管径和管内流速4.2.管程数和传热管数4.3.平均传热温差校正及壳程数4.4．管程内径4.5.折流板4.6.接管4.7.管板4.8.换热管4.9.换热管与管板的连接五.换热器核算 (14)5.1.热量核算5.2.压力降核算六. 辅助设备的计算 (19)七．设计结果表汇 (21)八．参考文献 (21)一.化工原理课程设计任务书1.1.题目煤油冷却器的设计1.2.任务及操作条件1.2.1处理能力：12.8×104吨/年煤油1.2.2.设备形式：列管式换热器1.2.3.操作条件(1).煤油：入口温度140℃，出口温度40℃(2).冷却介质：工业硬水，入口温度20℃，出口温度40℃(3).允许压强降：不大于100kPa(4).煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.22kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)(5).每年按330天计，每天24小时连续运行1.3.列管式换热器的选择与核算1.3.1.传热计算1.3.2.管、壳程流体阻力计算1.3.3.管板厚度计算1.3.4.管壳式换热器零部件结构1.4.换热器装配图（见附图）二.概述2.1.换热器概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
化工原理课程设计模板-换热器
化工原理课程设计模板-换热器1. 引言换热器是化工过程中常用的设备之一，其主要功能是在流体之间进行热量传递，以实现温度控制、能量回收等目的。
本文将介绍化工原理课程设计中换热器的设计过程和要点。
2. 设计目标在进行换热器设计之前，首先要确定设计的目标。
设计目标包括但不限于以下几点：•确定需要传热的流体的进口温度和出口温度；•确定传热后流体的温度变化范围；•确定换热器的热传导面积；•确定换热器的传热系数。
3. 设计步骤换热器的设计过程可以分为以下几个步骤：3.1 确定流体的性质参数在设计换热器之前，需要明确流体的性质参数，包括流体的密度、比热容以及传热系数等。
这些参数可以通过实验测定或者查阅相关文献获得。
3.2 计算流体的传热量根据热传导定律，可以计算流体的传热量。
传热量的计算公式如下：Q = m * c * ΔT其中，Q表示传热量，m表示流体的质量，c表示流体的比热容，ΔT表示流体的温度变化。
3.3 确定换热器的传热面积根据热传导定律，可以计算换热器的传热面积。
传热面积的计算公式如下：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A表示传热面积，U表示换热器的传热系数，ΔTlm表示对数平均温差。
3.4 选择换热器的类型和结构根据设计要求和实际情况，选择合适的换热器类型和结构。
常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器等。
3.5 进行换热器的细节设计在确定了换热器的类型和结构之后，进行换热器的细节设计，包括管道的布置、流体的流动方式以及换热器的材料选择等。
3.6 进行换热器的性能评价完成换热器的设计之后，进行性能评价，验证设计结果是否满足设计目标。
性能评价主要包括换热器的传热效率、压降以及经济性等方面。
4. 实例分析下面通过一个实例来说明换热器的设计过程。
实例：管壳式换热器假设需要设计一个管壳式换热器，用于将流体A的温度从40℃降至20℃，同时将流体B的温度从70℃升至90℃。
根据设计要求，我们可以计算出流体A和流体B的传热量，然后根据对数平均温差计算出传热面积，从而确定换热器的尺寸。
化工原理换热器课程设计(1)
化工原理换热器课程设计(1)化工原理换热器课程设计1. 选题背景换热器作为化工过程中不可或缺的热交换设备，其设计与应用非常重要。
对于化工专业的学生来说，了解换热器的基本原理、分类、设计及实践应用非常有必要。
本课程设计旨在帮助学生深入了解化工原理换热器的相关知识，并能够运用所学的理论知识进行设计和实践。
2. 课程目标通过本课程设计，学生应能：（1）理解换热器的基本原理和应用；（2）掌握换热器设计的基本流程和方法；（3）运用所学的理论知识进行换热器设计和实践。
3. 课程内容（1）第一部分：换热器基本原理1. 换热器的定义及分类2. 换热器基本原理3. 换热器的热力性能（2）第二部分：换热器设计1. 换热器设计的基本流程2. 换热器设计的基本方法3. 换热器的参数和设计要求（3）第三部分：换热器实践1. 换热器的制造工艺2. 换热器的安装和调试3. 换热器运行中的故障处理4. 换热器的维护与管理4. 课程方法本课程设计采用面授课程和实践教学相结合的教学方法。
通过理论讲授和实践操作相结合的方式，使学生能够全面深入地了解到化工原理换热器的相关知识，并能够掌握换热器的基本设计方法和实践操作技巧。
5. 课程评价为了评价学生的学习效果，本课程设计采用多元化的评价方式。
包括学生的课堂表现、课后作业、设计报告和考试评分等多种方式评价学生的学习效果，以增强学生的学习动力，提高学生的学习效果。
6. 课程展望本课程设计的目标是帮助学生深入了解化工原理换热器的相关知识，掌握换热器的基本设计方法和实践操作技巧，为其未来从事相关行业工作打下扎实的基础。
同时本课程设计也综合了大量的实践案例，将有助于学生将理论知识与实践技巧相结合，更好地应对未来的工作挑战。
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。
换热器化工原理课程设计
换热器化工原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握换热器的基本原理、类型及计算方法，能够运用化工原理分析解决实际工程问题。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）理解换热器的基本概念及其在化工工艺中的应用；（2）掌握换热器的传热原理，包括对流传热、热传导和热辐射；（3）熟悉不同类型的换热器结构及其特点；（4）学会换热器面积计算、热负荷计算和效率评价。
2.技能目标：（1）能够运用换热器的基本原理分析实际工程问题；（2）熟练运用相关软件进行换热器设计和模拟；（3）具备换热器操作和维护的基本技能。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的工程意识，提高解决实际问题的能力；（2）培养学生对化工行业的兴趣，树立正确的职业观；（3）培养学生团队协作、创新思维和持续学习的意识。
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、类型、计算方法和实际应用。
具体安排如下：1.换热器的基本原理：介绍换热器的工作原理，对流传热、热传导和热辐射的基本概念。
2.换热器的类型：讲解不同类型的换热器，如平板式换热器、壳管式换热器、空气冷却器等，及其特点和应用。
3.换热器计算方法：教授换热器面积计算、热负荷计算和效率评价的方法。
4.换热器实际应用：分析换热器在化工工艺中的应用案例，讲解换热器操作和维护的基本知识。
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，如讲授法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解换热器的基本原理、类型和计算方法，使学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法：分析实际工程中的换热器应用案例，提高学生解决实际问题的能力。
3.实验法：学生进行换热器实验，培养学生的动手能力和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学，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、科学的理论知识。
2.参考书：提供相关的化工原理、热力学等参考书籍，丰富学生的知识体系。
化工原理课程设计-列管式换热器(热水冷却器)
化工原理课程设计-列管式换热器（热水冷却器）化工原理课程设计任务书课题名称列管式换热器(热水冷却器)课题性质工程设计类班级应用化学(一)班学生姓名 XXXXXX学号 20090810030117指导教师 XXXXXX目录目录 ------------------------------------------------------ 2 任务书---------------------------------------------------- 4一(设计题目 ------------------------------------------ 4二(设计的目的 ---------------------------------------- 4三(设计任务及操作条件 -------------------------------- 4四(设计内容 ------------------------------------------ 5 符号说明 -------------------------------------------------- 5 确定设计方案---------------------------------------------- 61.选择换热器类的 -------------------------------------- 62.流程的安排 ------------------------------------------ 6 确定物性数据---------------------------------------------- 6估算换热面积 ------------------------------------------ 81. 热流量 ----------------------------------------- 8 工艺结构尺寸---------------------------------------------- 91. 管径和管内流速 ------------------------------------ 92. 管程数和传热管数 ---------------------------------- 93.平均传热温差校正及壳程数 ---------------------------- 94.传热管排列和分程方法 ------------------------------- 105.壳体内径 ------------------------------------------- 106.折流板---------------------------------------------- 117.其它附件 ------------------------------------------- 118.接管------------------------------------------------ 11 换热器核算----------------------------------------------- 121.热流量核算 ----------------------------------------- 12(1)壳程表面传热系数 ----------------------------- 12(2)关内表面传热系数 ------------------------------- 13(3)污垢热阻和管壁热阻 --------------------------- 13(4)传热系数Kc ------------------------------------- 14(5) 传热面积裕度 -------------------------------- 142.壁温核算 ------------------------------------------- 15换热器内流体的流动阻力 ------------------------------- 16(1)管程流体阻力 --------------------------------- 16(2)壳程阻力 ------------------------------------- 17 换热器主要结构尺寸和计算结果表 -------------------------- 18 参考文献 ------------------------------------------------- 19 设计结果评价--------------------------------------------- 20 总结 ----------------------------------------------------- 22任务书一(设计题目热水冷却器的设计二(设计的目的通过对热水冷却器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合适的类型，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。
化工原理课程设计换热器设计
化工原理课程设计换热器设计集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）化工原理课程设计设计任务：换热器班级：13级化学工程与工艺（3）班姓名：魏苗苗学号：1320103090目录化工原理课程设计任务书 (2)设计概述 (3)试算并初选换热器规格 (6)1. 流体流动途径的确定 (6)2. 物性参数及其选型 (6)3. 计算热负荷及冷却水流量 (7)4. 计算两流体的平均温度差 (7)5. 初选换热器的规格 (7)工艺计算 (10)1. 核算总传热系数 (10)2. 核算压强降 (13)设计结果一览表 (16)经验公式 (16)设备及工艺流程图 (17)设计评述 (17)参考文献······························ (18)化工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。
2、冷却介质：循环水，入口温度32.5℃。
3、允许压强降：不大于50kPa。
4、每年按300天计，每天24小时连续运行。
三、设备型式：管壳式换热器四、处理能力：109000吨/年苯五、设计要求：1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。
2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。
3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图。
（要求按比例画出主要结构及尺寸）5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
六、附表：1.设计概述1.1热量传递的概念与意义热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。
由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
化工原理课程设计换热器
化工原理课程设计换热器
本文设计一个换热器，实现化工过程中的能量传递。
换热器是一种常见的设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质。
首先，我们确定了换热器的工作原理和基本要求。
换热器采用了壳程和管程的设计，分别由外壳和管束组成。
热量通过管道中的热媒体流经管程，然后从外壳中的流体中吸收或释放热量。
接下来，我们选择了适用于该化工过程的换热介质。
在这个设计中，我们选择了水作为热媒体，因为水具有良好的热传导性能和可用性。
基于化工过程的热量需求，我们确定了换热器的热负荷。
热负荷是指单位时间内所需传递的热量。
我们计算了化工过程中的热负荷，并据此确定了设计换热器所需的换热面积。
为了提高换热效率，我们设计了合理的流体流动方式。
流体在外壳和管道中的流动方式可以影响换热器的传热性能。
我们通过合理设计管程和外壳的结构，以及选择合适的流道形式，来确保流体在换热器中的流动均匀且高效。
此外，我们还考虑了换热器的传热方式。
换热器可以通过对流、传导和辐射等方式进行传热。
根据化工过程的要求，我们选择了对流传热作为主要的传热方式。
最后，我们综合考虑了换热器的选材、工艺要求和安全性能。
我们选择了具有良好耐腐蚀性和导热性能的材料，并按照化工
过程的要求进行工艺设计。
在设计过程中，我们还充分考虑了换热器的安全性能，包括压力、温度和材料的选择等因素。
综上所述，本文设计了一个换热器，包括工作原理、基本要求、换热介质、热负荷、流体流动方式、传热方式、材料选材和安全性能等内容。
该设计旨在满足化工过程中的能量传递需求，并提高传热效率和安全性能。
化工原理课程设计换热器西南科技大学-图文
化工原理课程设计换热器西南科技大学-图文一、设计题目、设计条件及任务1.1设计题目：用水冷却25%甘油的列管式换热器的设计1.2设计条件(1)甘油处理量：34255kg/h、进口温度：100℃、出口温度：40℃、压强降：＜101.3kPa(2)冷却水进口温度：25℃、出口温度：35℃，压强降：＜101.3kPa1.3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、折流板数目、形式等。
(2)绘制列管式换热器的装配图。
(3)编写课程设计说明书。
一、设计方案简介2.1选择换热器的类型：题目要求规定为列管式换热器2.2管程安排：从两物流的操作压力看，应使甘油走管程，循环冷却水走壳程。
但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；又因为被冷却的流体走壳程，便于散热。
所以从总体上综合考虑，应使冷却循环水走管程，甘油走壳程。
2.3流向的选择：当冷、热流体的进出口温度相同时，逆流操作的平均推动力大于并流，因而传递同样的热流体，所需的传热面积较小。
逆流操作时，冷却介质温升可选择得较大因而冷却介质用量可以较小。
显然，在一般情况下，逆流操作总是优于并流。
故选择逆流为流向。
三、流体物性的确定3.1流体定性温度的确定对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
壳程25%甘油的定性温度为：TT1T21004070C22管程冷却水的定性温度为：tt1t2352530C223.2定性温度下流体的物性查[1]知，在70C下，甘油的比热容cp1a=2.66kJkgK，水的比热容cp1b=4.167kJkgK；在30C下，水的比热容cp2=4.174kJkgK即在70C下，25%甘油的比热容cp1cp1a0.25cp1b0.752.660.254.1670.75=3.790kJkgK四、计算总传热系数4.1热流量Q=qm1cp1T1T2=342553.79010040=7789587kg/h4.2平均传热温差t'm=t1t2(10035)(4025)==34.10C10035tInIn14025t2R=ttT1T2100403525==6；P=21==0.133100253525t2t1T1t1查图表1（由[2]得）得，温差修正系数为：=0.88图表1壳侧单程、管侧2程的换热器温差修正系数tm=t'm=0.8834.10=30.01C冷却水量qm2=Q7789587==186621.6kg/hcp2t2t14.17435254.3初选换热器规格：设总传热系数为K0=WmC2化工原理课程设计——列管式换热器-4-则所需的传热面积为A0=2163774Q2==140.82mK0tm51230.01壳径D(mm)公称压强(MPa)7004管子尺寸(mm)管长L(m)252.06管程数NP管子排列方法6正方形斜转45管子总数NT换热管材料[4]304不锈钢图表2换热器相关参数则总传热面积为A=143.18m即总传热系数为K='22163774Q==503.57Wm2CAtm143.1830.014.4折流板采用圆缺型折流板，去圆缺形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为H=0.25某700=175mm假定折流挡板间距是壳体内径的0.2倍，则折流挡板间距B=7000.2=140mm，则可取B=140mm'折流板板数NBL3103141B200五、核算总传热系数管程水（流速为0.9～1.5m/）水冷水冷水冷水盐水壳程水（流速为0.9～1.5m/）水（流速较高时）轻有机物μ＜0.5mPa·中有机物μ=0.5～1mPa·重有机物μ＞1mPa·轻有机物μ＜0.5mPa·总传热系数/[W/（m·℃）582～698814～1163467～814290～698116～467233～5823化工原理课程设计——列管式换热器-5-有机溶剂轻有机物μ＜0.5mPa·中有机物μ=0.5～1mPa·重有机物μ＞1mPa·水（流速为1m/）水水溶液μ＜2mPa·水溶液μ＞2mPa·有机物μ＜0.5mPa·有机物μ=0.5～1mPa·有机物μ＞1mPa·水水水水水水水水有机溶剂μ=0.3～0.55mPa·轻有机物μ＜0.5mPa·中有机物μ=0.5～1mPa·重有机物μ＞1mPa·水蒸气（有压力）冷凝水蒸气（常压或负压）冷凝水蒸气冷凝水蒸气冷凝水蒸气冷凝水蒸气冷凝水蒸气冷凝有机物蒸气及水蒸气冷凝重有机物蒸气（常压）冷凝重有机物蒸气（负压）冷凝饱和有机溶剂蒸气（常压）冷凝含饱和水蒸气的氯气（＜50℃）SO2冷凝NH3冷凝氟里昂冷凝198～233233～465116～34958～2332326～46521745～34891163～1071582～2908582～1193291～582114～349582～1163116～34958～174582～1163174～349814～1163698～9307565.1管程传热系数ai查[1]得,定性温度t=30℃水的物性：=995.7kgm3=0.8007mPa0.6171WmK水的质量流速：qm2=186621.6kg/h管内径di=（d-2δ）=(0.025-2某0.002)=0.021m每程管侧的流道面积：Ai4di2NT3040.02120.053m2NP42管内冷却水的质量流速：Gi水的体积流速：qv=qm2186621.62=3521162.26kghmAi0.123qm2=186624.63=187.43mh995.7水的流速：ui则Reiqv187.43=0.982m/Ai0.1233600uidi0.021995.70.982=25652.7（湍流）30.8007104.1741030.800710-3Pri===5.4160.6171cp2即Rei>10000，则diuii0.023di0.8cp20.80.40.44.1741030.800710-30.61710.0210.982995.7=0.02330.0210.8007100.6171=4473.39Wm2C5.2壳程传热系数0管心距：l=DN700==33.3﹙mm﹚=0.033mnc1201流体通过管间最大截面积为Ao=BD （1-do0.0252）=0.20.71=0.0339ml0.033查[5]得,定性温度T70℃下，甘油的物性：W0mk00.7255mPa00.57查[6][7]得,25%甘油的密度o=1048kgm壳内甘油质量流速G03qm1342552=706580.03kghmA00.04848流速:uo=qm134255=0.268m/A000.033936001048正方形排列，管间距为33mm 时，管群的当量直径：4l2d0240.03320.025244=0.03046mde0d00.025Reode0uoo0.030460.1871048=1698.760.7255103ooPro=cp1o3.7901030.7255103==4.8240.5700.140设w0.95,.550.33000.36Re0Pr00diw00.140.360.5708228.640.554.8240.330.950.021=15383.5Wm2C5.3污垢系数得：查[2]得管侧、壳侧的污垢热阻分别取Ri=0.000352m2·℃/WRo=0.000172m2·℃/W查[1]得，管子的热导率为：W=17.4WmC5.4总传热系数Kddd0d011R0Ri0WdK0diWdiim0.0250.0211250.025252=0.0001720.0003 520.0250.02115383.52117.44473.39212=2.3510-3K=423.90Wm2C5.5传热面积裕度则计算所需传热面积为A计该换热器的传热面积裕度Q21637742=123.8777mKtm340.3030.01HAA计206.6-123.877766.8%A 计123.87775.6管壁温度tw查[8]得,twT0ti701721.631302592.02146℃=1721.6312592.021i0由上表和[1]得46℃下甘油的黏度w=1.074210Pa.。
化工原理课程设计换热器 [《化工原理课程设计》报告换热器的设计]
![化工原理课程设计换热器 [《化工原理课程设计》报告换热器的设计]](https://img.taocdn.com/s3/m/6acc21ccdd36a32d72758164.png)
化工原理课程设计换热器[《化工原理课程设计》报告换热器的设计]《化工原理课程设计》报告换热器的设计目录概述1.1.换热器设计任务书-4-1.2换热器的结构形式-7-2.蛇管式换热器-7-3.套管式换热器-7-1.3换热器材质的选择-8-1.4管板式换热器的优点-9-1.5列管式换热器的结构-10-1.6管板式换热器的类型及工作原理-11-1.7确定设计方案-12-2.1设计参数-12-2.2计算总传热系数-13-2.3工艺结构尺寸-14-2.4换热器核算-15-2.4.1.热流量核算-16-2.4.2.壁温计算-18-2.4.3．换热器内流体的流动阻力-19-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。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。
35％～40％。
随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。
换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。
其中间壁式换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器（板翅式、管翅式等），如表2-1所示。
表2-1传热器的结构分类类型特点间壁式管壳式列管式固定管板式刚性结构用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃），管间不能清洗带膨胀节有一定的温度补偿能力，壳程只能承受低压力浮头式管内外均能承受高压，可用于高温高压场合U型管式管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难填料函式外填料函管间容易泄漏，不宜处理易挥发、易爆炸及压力较高的介质内填料函密封性能差，只能用于压差较小的场合釜式壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮双套管式结构比较复杂，主要用于高温高压场合和固定床反应器中套管式能逆流操作，用于传热面较小的冷却器、冷凝器或预热器螺旋管式沉浸式用于管内流体的冷却、冷凝或管外流体的加热喷淋式只用于管内流体的冷却或冷凝板面式板式拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热螺旋板式可进行严格的逆流操作，有自洁的作用，可用作回收低温热能平板式结构紧凑，拆洗方便，通道较小、易堵，要求流体干净板壳式板束类似于管束，可抽出清洗检修，压力不能太高混合式适用于允许换热流体之间直接接触蓄热式换热过程分阶段交替进行，适用于从高温炉气中回收热能的场合完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求。
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。
化工原理课程设计模板-换热器
化工原理课程设计学院：化学工程学院班级：精化07-X姓名：学号：（长号）指导教师：宫梅2010年06月化工原理课程设计《换热器》设计任务书班级精化07-1 姓名林超越一、设计题目：无相变列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件某生产过程中，用循环冷却水冷却柴油。
1、柴油入口温度：140 ℃，出口温度：40 ℃2、柴油流量：6000 kg/h，压力：0.3 MPa3、循环冷却水压力：0.4 MPa，入口温度：29 ℃，出口温度：39 ℃已知柴油的有关物性数据：密度ρ1=994kg/m3；定压热比容c p，1=2.22kJ/(kg·℃)；热导率λ1=0.14W/(m·℃)；黏度μ1=7.15×10-4 Pa·s三、设计项目(说明书格式)1、封面、任务书、目录。
2、设计方案简介：对确定的换热器类型进行简要论述。
3、换热器的工艺计算：1)确定物性数据2)估算传热面积3)工艺结构尺寸4)换热器核算：包括传热面积核算和换热器压降核算4、换热器的机械设计5、绘制列管式换热器结构图（CAD）。
6、对本设计进行评述。
7、参考文献成绩评定指导教师宫梅2010年6月8 日课程设计内容1设计方案简介1.1选择换热器类型1.2冷热流体流动通道的选择2工艺设计计算2.1 确定物性数据2.2估算传热面积2.3 工艺结构尺寸2.3.1 管径和管内流速2.3.2 管程数和传热管数2.3.3 管子排列方式和分程方法2.3.4 平均传热温差校正及壳程数2.3.5 壳体内径2.3.6 折流板2.4 换热器核算2.4.1 传热面积校核2.4.2 换热器内流体流动阻力2.5 换热器主要结构尺寸和计算结果3换热器机械设计3.1 壳体壁厚3.2 管板尺寸3.3 接管尺寸3.4 换热器封头选择3.5 膨胀节选择（根据设计可选可不选）3.6其他部件4评述4.1 可靠性评价4.2 个人感想5参考文献附表换热器主要结构尺寸和计算结果附录换热器结构图时间安排：2010-6-12 发任务书，设计指导2010-6-18 完成计算2010-6-22 完成初稿（包括绘图）1 引言11.1 系统分析 (1)1.1.1 系统功能模块分析 (1)12222.2 课题研究的目的及意义 (2)2.2.1 课题研究的目的 (2)2.2.2 课题研究的意义 (2)3 系统方案介绍及比较33.1 系统方案论证 (3)3.1.1 设计 33.1.2 设计方案 33.2 方案比较 (3)4 硬件设计.44.1 温度采集模块设计 (4)4.1.1 DS18B20简介 (4)4.2 触摸屏控制模块设计 (4)4.2.1 触摸屏简介 44.2.2 电阻式触摸屏基本原理 (4)结论 (5)致谢 (6)参考文献 (7)附录（必要时） (8)注：1、目录中的内容列最多至三级目录；2、中英文摘要、目录中页码（位于页脚，居中）用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……表示，文本主体（包括致谢、附录）页码（位于页脚，居中）用数字1、2、3……表示；3、页码数字采用小五号，Times New Roman字体。
化工换热器课程设计
化工换热器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握换热器的基本概念、类型、工作原理和设计方法。
具体包括：1.知识目标：（1）能够正确理解换热器的定义、分类和性能参数。
（2）掌握换热器的工作原理和主要组成部分。
（3）了解换热器的设计方法和计算公式。
（4）熟悉换热器在化工生产中的应用和维护。
2.技能目标：（1）能够运用换热器的设计方法和计算公式，独立完成简单换热器的设计。
（2）具备分析换热器运行状况和解决实际问题的能力。
（3）能够运用现代信息技术，查阅相关资料，了解换热器的发展趋势。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高他们对换热器技术的认识。
（2）培养学生具备创新精神和团队合作意识，提高他们的实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本概念、类型、工作原理、设计方法和应用。
具体安排如下：1.换热器的基本概念和分类：介绍换热器的定义、性能参数和常见类型。
2.换热器的工作原理：讲解换热器的工作原理，包括热量传递的基本方式。
3.换热器的设计方法：介绍换热器的设计方法和计算公式，如面积法、传热单元数法等。
4.换热器的应用：阐述换热器在化工生产中的应用和维护。
5.换热器的发展趋势：介绍换热器技术的最新发展动态。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程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。
1.讲授法：通过讲解换热器的基本概念、工作原理和设计方法，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生针对换热器实际应用案例进行讨论，提高他们分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析国内外换热器技术的成功案例，使学生了解换热器在化工生产中的应用。
4.实验法：安排实验室实践活动，使学生亲自动手操作，加深对换热器原理的理解。
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：选用权威、实用的换热器教材作为主要教学资源。
化工原理课程设计换热器设计
化工原理课程设计设计任务:换热器班级：13级化学工程与工艺（3)班姓名:魏苗苗学号：1320103090目录化工原理课程设计任务书 (2)设计概述 (3)试算并初选换热器规格 (6)1。
流体流动途径的确定 (6)2. 物性参数及其选型 (6)3。
计算热负荷及冷却水流量 (7)4. 计算两流体的平均温度差 (7)5。
初选换热器的规格 (7)工艺计算 (10)1. 核算总传热系数 (10)2. 核算压强降 (13)设计结果一览表 (16)经验公式 (16)设备及工艺流程图 (17)设计评述 (17)参考文献 (18)化工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。
2、冷却介质：循环水,入口温度32。
5℃。
3、允许压强降：不大于50kPa 。
4、每年按300天计,每天24小时连续运行。
三、设备型式: 管壳式换热器四、处理能力： 109000吨/年苯五、设计要求:1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。
2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计.3、设计结果概要或设计结果一览表.4、设备简图。
（要求按比例画出主要结构及尺寸)5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
六、附表：1。
设计概述 1。
1热量传递 出口温度 40。
5℃壳体内部空间利用率 70%选定管程流速u （m/s ） 1壳程流体进出口接管流体流速u1（m/s ） 1的概念与意义1。
1。
1热量传递的概念热量传递是指由于温度差引起的能量转移,简称传热.由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处,因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
1.1.2化学工业与热传递的关系化学工业与传热的关系密切.这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。
化工原理课程设计(多壳程换热器)
南京工程学院课程设计说明书（论文）题目多壳程列管式换热器的设计课程名称化工原理院(系、部、中心)康尼学院专业环境工程班级K环境091学生姓名单超凡学号240094435设计地点文理楼A404指导教师李乾军张东平目录一．符号说明1.1物理量（英文字母） (1)1.2物理量（希腊字母） (1)二．设计目的 (1)三．参数与条件设置 (2)3.1已知参数 (2)3.2设计条件 (2)四．设计计算 (2)4.1确定设计方案 (2)流动空间及流速的确定 (2)4.1.1选择换热器的类型 (3)4.1.2确定物性数据... (3)4.1.3计算总传热系数4.1.4设计传热面积 (5)五．工艺结构尺寸 (5)5.1.1 管径和管内流速 (5)5.1.2 壳程数和传热壳数 (6)5.1.3 平均传热温差校正及壳程数 (6)5.1.4 传热管排列和分程方法 (6)5.1.5 壳体内径 (8)5.1.6 折流板 (8)5.1.7 接管 (8)六.换热器核算 (9)6.1.1 热量核算 (9)6.1.2换热器内流体的流动阻力 (11)前言在工业、石油、动力、制冷、食品等行业中广范使用各种换热器，且他们是上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求也不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计。
制造、结构改造及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
列管换热器的应用已有很悠久的历史。
现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门大量使用，尤其化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中，大量地应用于工业中。
为此对多壳换热器进行设计。
一、符号说明：1.1物理量（英文字母）B 折流板间间距，m n 指数C p 定压比热容，kJ/(kg·℃）N 管数d 管径，m S 传热面积，m2D 换热器内径，m t 管心距，mf 摩擦因数u 流速，m/sF 系数G 重力加速度，m/s2P 压力，pa；1.2 物理量（希腊字母）ɑ对流传热系数，W/(m2·℃）ρ密度，Kg/m3λ导热系数，W/(m2·℃）Δ有限差值μ粘度 Pa·s下标О管外 m 平均二、设计目的通过课题设计进一步巩固课程所学内容，培养学生运用理论知识进行化工单元过程设计的能力，使学生能够系统的运用知识。
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化工原理课程设计换热器HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】一、设计任务书二、确定设计方案2.1 选择换热器的类型本设计中空气压缩机的后冷却器选用带有折流挡板的固定管板式换热器，这种换热器适用于下列情况：①温差不大；②温差较大但是壳程压力较小；③壳程不易结构或能化学清洗。
本次设计条件满足第②种情况。
另外，固定管板式换热器具有单位体积传热面积大，结构紧凑、坚固，传热效果好，而且能用多种材料制造，适用性较强，操作弹性大，结构简单，造价低廉，且适用于高温、高压的大型装置中。
采用折流挡板，可使作为冷却剂的水容易形成湍流，可以提高对流表面传热系数，提高传热效率。
本设计中的固定管板式换热器采用的材料为钢管(20R钢)。
2.2 流动方向及流速的确定本冷却器的管程走压缩后的热空气，壳程走冷却水。
热空气和冷却水逆向流动换热。
根据的原则有：（1）因为热空气的操作压力达到1.1Mpa，而冷却水的操作压力取0.3Mpa，如果热空气走管内可以避免壳体受压，可节省壳程金属消耗量；（2）对于刚性结构的换热器，若两流体的的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁面温度与对流表面传热系数大的流体温度相近，可以减少热应力，防止把管子压弯或把管子从管板处拉脱。
（3）热空气走管内，可以提高热空气流速增大其对流传热系数，因为管内截面积通常比管间小，而且管束易于采用多管程以增大流速。
查阅《化工原理（上）》P201表4－9 可得到，热空气的流速范围为5～30 m·s-1；冷却水的流速范围为0.2～1.5 m·s-1。
本设计中，假设热空气的流速为8 m·s-1，然后进行计算校核。
2.3 安装方式冷却器是小型冷却器，采用卧式较适宜。
三、设计条件及主要物性参数3.1设计条件由设计任务书可得设计条件如下表：注：要求设计的冷却器在规定压力下操作安全，必须使设计压力比最大操作压力略大，本设计的设计压力比最大操作压力大0.1MPa 。
3.2确定主要物性数据3.2.1定性温度的确定可取流体进出口温度的平均值。
管程气体的定性温度为95242148=+=T ℃ 壳程水的定性温度为2923325=+=t ℃ 3.2.2流体有关物性数据根据由上面两个定性温度数据，查阅《化工原理（上）》P243的附录六：干空气的物理性质（101.33kPa ）和P244的附录七：水的物理性质。
运用内插法（公式为()()/()b a b a b avg b y y y y t t t t =+--⨯- ）,可得壳程和管程流体的有关物性数据。
空气在95℃，1.2MPa 下的有关物性数据如下：水在29℃的物性数据如下：注：空气的物性受压力影响较大，而水的物性受压力影响不大。
空气密度校正，由《化工原理实验》P31，公式2-36得：ρi ＝1.293T273273'+P P ＝1.293×(1.2MPa/101.33kPa)×273/(273+95)＝11.36 kg ·m-3四、传热过程工艺计算4.1 估算传热面积4.1.1热流量空气的质量流量为 m i = 60 V i ’ A i (0℃,1atm)=60×83×1.293=6439.14 kg/h根据《流体力学（上）》P177，公式（4-109），热流量为Q i = m i C pi (T 1－T 2) =6439.14×1.009×（148－42）=6.887×105 kJ/h = 1.913×105 W4.1.2平均传热温差根据《传热传质过程设备设计》P15，公式1-11，m t ∆=12211221ln)()(t T t T t T t T -----= A i (0℃,1atm)=51.26℃4.1.3传热面积由于管程气体压力较高，故可选较大的总传热系数。
初步设定设K i ‘=200 W ·m -2·℃-1。
根据《传热传质过程设备设计》P14，公式1-2，则估算的传热面积为66.1826.51200191300t m '=⨯=∆=i i K Q S m 24.1.4冷却水用量根据《传热传质过程设备设计》P15，公式1-8m o =206202533175.4106.887)(512=-⨯⨯=-）（t t c Q po i kg/h4.2主体构件的工艺结构尺寸4.2.1管径和管内流速选用φ25×2.5mm 的传热管(碳钢管)；由《传热传质过程设备设计》P7表1－3得管壳式换热器中常用的流速范围的数据，可设空气流速u i ＝8m/s ，用u i计算传热膜系数，然后进行校核。
4.2.2管程数和传热管数依《化工单元过程及设备课程设计》P62，公式3-9可依据传热管内径和流速确定单程传热管数226439.14/(11.363600630.7850.02084i s i iV n d u π⨯===⨯⨯）(根) 按单程管计算，所需的传热管长度为72.463020.014.366.18=⨯⨯==s i n d S L πm 按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
现取传热管长 l = 3 m ，则该换热器管程数为N p =L / l =4.72/3≈2（管程）传热管总根数 N = 63×2= 126 （根）。
单根传热管质量0m l d ρπδ=钢＝7850×3×3.14×0.0225×0.0025=4.16kg4.2.3 平均传热温差校正及壳程数依《化工单元过程及设备课程设计》P63，公式3-13a 和3-13b ，平均传热温差校正系数R ＝1221t t T T --＝＝13.25 P ＝1112t T t t --＝332514825--＝0.065 依《传热传质过程设备设计》P16，公式3-13，温度校正系数为=∆t ϕ112-+R R ×)11(2)11(2ln11ln22+++-+-+---R R P R R P PR P10.065ln-≈0.931依《传热传质过程设备设计》P16，公式3-14，平均传热温差校正为△t m =t ∆ϕ×△t m ’ =51.26×0.931=47.72( ℃ )由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。
4.2.4 传热管的排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
其中，每程内的正三角形排列，其优点为管板强度高，流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高，相同的壳程内可排列更多的管子。
查《热交换器原理与设计》P46，表2-3 管间距，取管间距：t ＝32 mm 。
由《化工原理上册》P278，公式4-123，得横过管束中心线的管数为1.1e n n ==1.1×126≈13根由《化工单元过程及设备课程设计》P67，公式3-16，隔板中心到离其最近一排管中心距离S=t/2+6=32/2+6=22 mm取各程相邻管的管心距为44mm 。
4.2.5 壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η=0.7，由《流体力学与传热》P206，公式4-115，得壳体内径为D i =1.05t /n η=1.05×32×126/0.7=450.8 mm ,查阅《化工原理（上）》P275，附录二十三：热交换器，取D i =450mm 。
4.2.6折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为h=0.25×450=112.5 mm ，故可取h=110 mm 。
取折流板间距B=0.4D i ，则B=0.4×450=180 mm 。
取板间距H ＝150mm ，则：折流板数 N B =折流板间距传热管长－1=3000150－1=19 块折流板圆缺面水平装配。
4.3换热器主要传热参数核算4.3.1热量核算(1)壳程对流传热系数对于圆缺形折流板，可采用克恩公式。
由《流体力学与传热》P164，公式4-60、4-61，得h o = 14.03/155.0)(Pr Re 36.0wo e od μμλ 其中：①当水做冷却剂时，粘度校正为14.0)(wo μμ=1.05②当量直径，管子为正三角形排列时，依《化工单元过程及设备课程设计》P72，公式3-22得d e＝22)24o od d -ππ＝224(0.0320.025)243.140.025-⨯⨯π＝0.0202 m③壳程流通截面积，由《流体力学与传热》P164，公式4-62，得S o = BD(1－t d o )=0.15×0.45×（1－0.0250.032）＝0.0148 m 2 ④壳程冷却水的流速及其雷诺数分别为u o ＝o o S V =20620/(3600996.0)0.0148⨯＝0.389 m/s Re o ＝oeo o d u μρ＝996.00.3890.02020.000821⨯⨯＝9532.73 ⑤普朗特准数（<传热传质过程设备设计>P26，公式1-43）Pr ＝oopo c λμ =41750.0008210.0601⨯=57.03因此，壳程水的传热膜系数h o 为h o = 0.551/30.140.6010.369532.7357.03 1.050.0202⨯⨯⨯⨯=6408.1 W/(m 2·℃)(2)管程对流传热系数由《流体力学与传热》P158，公式4-52a 、4-52b ，得h i = 0.023Re 0.8Pr 0.3iid λ 其中：①管程流通截面积S i =242i d n π•=23.140.0212642⨯⨯=0.0198 m 2②管程空气的流速及其雷诺数分别为u i ＝i i S V =6439.14/(360011.36)0.0198⨯＝7.95 m/s Re ＝iii i d u μρ＝511.367.950.022.1710-⨯⨯⨯＝8.32369⨯104 ③普兰特准数Pr ＝iipi c λμ =51009 2.17100.0317-⨯⨯=0.691因此，管程空气的传热膜系数h i 为h i =0.023×83236.90.8×0.6910.3×0.03170.02=281.74 W/(m 2·℃)(3)基于管内表面积的总传热系数K i查阅《化工原理（上）》P365，附录22，得冷却水侧的热阻R so ＝0.000172m 2·℃·W -1热空气侧的热阻R si ＝0.000344m 2·℃·W -1钢的导热系数λ＝45W ·m -1·℃-1因此，依《化工单元过程及设备课程设计》P71，公式3-21i K 1＝ih 1＋R si ＋m i d bd λ＋o o i d h d ＋o i so d d R＝1281.74 ＋0.000344＋0.00250.02450.0225⨯⨯＋0.026408.1 0.025⨯＋0.000172×0.020.025解得：i K ＝237.80 W/ (m 2·℃)此计算值与前面的初设值K i ‘=200 W/ (m 2·℃)的关系：'i i K K =237.80200=1.189 满足换热器设计所要求的i K /K i ‘=1.15~1.25的范围，初选的换热器合适。