河西学院
HexiUniversity
化工原理课程设计题目:煤油冷却器设计
学院:化学化工学院
专业:化学工程与工艺
学号:
姓名:张冠雄
指导教师:王兴鹏
2016年11月21日
化工原理课程设计任务书一、设计题目
煤油冷却器的设计
二、设计任务及操作条件
1.设计任务
生产能力（进料量）25000吨/年
操作周期7200小时/年
2.操作条件
煤油入口温度120℃，出口温度40℃
冷却介质自来水，入口温度20℃，出口温度40℃
允许压降≦105Pa
冷却水温度20℃
饱和水蒸汽压力0.25Mpa(表压)
3.设备型式列管式换热器
4.厂址上海（压力：1atm）
三、设计内容
1.设计方案的选择及流程说明
2.换热器的工艺计算
3.换热器的主要尺寸设计
4.辅助设备选型
5.设计结果汇总
6.绘制换热器总装配图：主视图、俯视图、剖面图、两个局部放大图
7.设计评述
目录
附图
煤油冷却器设计
作者：张冠雄
摘要：换热器在许多行业中有非常重要的地位，尤其是在化工、石油、等行业中。本次课程设计的任务是设计年处理25000吨煤油的煤油冷却器，采用列管式换热器。设计过程包括方案确定、换热器结构选择、主要换热设计计算并绘制列管式换热器的装配图。通过热量核算，压力降的核算以及面积裕度的求解，该换热器能够完成设计任务。
关键词：列管式换热器折流板法兰管板煤油水
1概述
1.1化工原理课程设计的目的、要求
课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初步尝试，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工设计的初步训练通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思路，培养实事求是、严肃认真、高度负责的科学作风。
课程设计是学生展示创新能力的有益实践。在设计中需要学生作出决策，即自己确定方案、选择流程、查阅资料、进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析和比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力、增强学生创新意识的环节。
通过课程设计，应该提高以下几个方面的能力：
熟悉查阅文献资料、搜索有关数据、正确选用公式。当缺乏必要数据时，尚需通过实验测定或到生产现场实际查定。
在兼顾技术上先进性、可靠性、经济上合理性的前提下，综合分析设计任务的要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常。安全运行所需要的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。
准确而迅速地进行过程设计计算及主要设备的工艺设计计算。
用精练的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。1.2列管式换热器及其分类
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。在进行换热时，一种流体由封头的连接管处进入，在管流动，从封头的另一接管处流出，这称之管程；另一种流体由管壳的接管进入，从壳体的另一接管处流出，这称之为壳程。
列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要由以下几种：
⑴固定管板式换热器：
这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50以上时，为了安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）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。一般壳程压强超过0.6MPa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。
⑵浮头式换热器
换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗：管束的膨胀不受壳程约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。
⑶U型管式换热器
U型管式换热器，每根管子都弯成U形，两端固定在同一块板上，每根管子节课自由伸缩，从而解决热补偿问题。管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。优点是结构简单，质量轻，适用于高温高压条件。
⑷填料式换热器
这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。1.3换热器的设计要求
随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：
⑴合理地实现所规定的工艺条件；
⑵结构安全可靠；
⑶便与制造、安装、操作和维修；
⑷经济上合理。
1.4符号说明
英语字母：希腊字母：
A——流通面积，m2α——对流传热系数，W/（m2?）
b——厚度，m δ——相邻板间间距，m
——定压比热容，kJ/(kg?) Δ——有限差值
d——管径，m λ——导热系数，W/（m2?）
D——换热器壳径，m λ——摩擦系数
f——摩擦因数μ——
f——温度校正系数ρ——密度，kg/m3
F——系数ψ——校正系数
g——重力加速度，m/s2
h——挡板间距，m
K——长度，m
L——长度，m
n——指数下标：
n——管数c——冷流体
n——程数e——当量
N——程数h——热流体
Nu——努赛尔特数i——管内
P——压强，m——平均
P——因数o——管外
——普兰特数——温度差
w——壁面
q——热通量，
s——污垢
Q——传热速率，
r——半径，m s——饱和
r——汽化热，
R——热阻，
R——因数
——雷诺数
S——面积，
t——冷流体温度，
t——管心距，m
T——热流体温度，
u——流速，m/s
w——质量流量，
2确定设计方案
2.1设计任务
年处理25000吨煤油的没有冷却器
⑴煤油：入口温度120，出口温度40
⑵冷却介质：自来水；入口温度：20，出口温度：40
⑶允许压降：105Pa
⑷每年按7200小时计算，每天24h连续运行
2.2列管式换热器形式的选择
由于煤油和自来水两流体定性温度差等于50℃，根据各类型列管式换热器的优缺点，故选用带膨胀节的固定管板式换热器。
2.3管壳程的选择
⑴宜于通入管内空间的流体
①不清洁的流体。因为在管内空间得到较高的流速并不困难，而流速高，悬浮物不易沉积，且管内空间也便于清洗。
②流量小的流体。因为管内空间的流动截面往往比管外空间截面小，流体易于获得必要的理想流速，而且也便于做成多程流动。
③有压力的流体。因为管子承受能力强，而且还简化了壳体密封的要求。
④腐蚀性能强的流体。因为只有管子及管箱才需用耐腐蚀性材料。而壳体及管外空间的所有零件均可用普通材料制造，所以价格可以降低。此外，在管内空间装设保护用的衬里或覆盖层也比较方便，并且容易检查。
⑤与外界温差大的流体。因为可以减少热量逸散。
⑵宜于通入管间空间的流体
①当两流体温度差较大时，α值大的流体走管间，这样可以减少管壁与壳壁间的温度差，因而也减少了管束与壳体间的相对伸长，故温差应力可以降低。
②若两流体传热性能相差较大，α值小的流体走管间。此时可以用翅片管来平衡传热面两侧的给热条件，使之相互接近。
由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，本次设计应使循环水走管程，油品走壳程。
2.4流体流速的选择
提高流体在换热器中的流速将增大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，降低了污垢热阻，使总传热系数增加，所需传热面积减少，设备费用降低。但是流速增加，流动阻力将相应加大，使操作费用增加。所以适宜的流速应通过经济核算确定。
此外，流速还应使换热器管长或管程适当。因为一方面管子太长，不易清洗，且一般管长都有一定标准。另一方面管程增加，将导致管程流体阻力加大，增加动力费用，同时平均温差较单程管时减小，降低传热效果。
因此，选用的碳钢管，管内流速取。
3列管式换热器的结构
3.1管程结构
⑴管子在管板上的固定
管子与管板连接方法有两种：胀接与焊接。在高温高压时也常采用胀焊结合的方法。
胀接是利用胀管器使管端发生塑性变形，管板孔产生弹性变形。取出胀管器后管板孔弹性收缩，管板与管子之间就会产生一定的挤紧压力，从而达到密封和牢固连接的目的。
对于高温高压流体，多采用焊接法。焊接法比胀管法有更大的优越性：管板孔加工要求低，加工简便；焊接强度高，在高温高压下仍能保持连接的紧密性等。
当流体压力高、渗透性强，或一侧有腐蚀性介质时，要求管子与管板的连接处绝对不漏，可用账焊结合的方法。
本次设计管子在管板上的固定采用焊接。
⑵管子的排列
固定管板式多采用正三角形排列：正三角形排列结构紧凑。浮头式则以正方形错列居多：正方形排列便于机械清洗。对于多管程换热器，常采用组合排列方式。每程内都采用正三角形排列，而在各程之间为了便于安装隔板，采用正方形排列方式。
本次设计选用25×2.5的碳钢管，管子排列为正三角形排列，管心距为32mm
⑶管板
管板的作用是将受热管束连接在一起，并将管程和壳程的流体分隔开来，管板与管子的连接可用胀接和焊接。
固定管板常采用不可拆连接。两端管板直接焊在外壳上并兼作法兰，拆下顶盖可检修胀口或清洗管内。浮头式，U型管式等为使壳体便于清洗，常采用板夹在壳体法兰和顶盖法兰之间构成可拆连接。
本次设计采用不可拆连接。查得管板厚度为38mm。
⑷封头和管箱
封头和管箱位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。
①封头当壳体直径较小时常采用封头。接管和封头可用法兰和螺纹连接，封头与壳体之间用螺纹连接，以便卸下封头，检查和清洗管子。
②管箱壳径较大的换热器大多采用管箱结构。管箱具有一个可拆盖板，因此在检修或清洗管子时无须卸下管箱。
③分程隔板当需要的换热面积很大时，可采用多管程换热器，对于多管程换热器，在管箱内应设分程隔板，将管束分为顺次串接的若干组，各组管子数目大致相等。这样可提高介质流速，增强传热。
3.2壳程结构
⑴壳体
列管式换热器的壳体基本上呈圆筒形，壳壁上焊有接管。直径小于400mm通常直接采用钢管制成：大于400mm时用钢板卷焊而成。
在壳程进口接管处常装有防冲板或称缓冲板，以防止进口流体直接撞击管束上的管排，因为流体的撞击会侵蚀管子，并引起振动。
采用导流体装置不仅能起防冲板作用，而且还可以改善两端的流体分布，提高传热效率。导流体不仅用于进口，还可以用于出口。大型换热器在高流速下工作时，导流筒更显示出其优越性。换热器壳体内径应等于或略大于管板直径。壳体内经计算式：
式中D——壳体内经
a——管中心距，焊接法a=1.25d o，d o为传热管外径
——管板利用率，这里取0.7
N——传热管总根数
⑵折流挡板
折流挡板的主要作用是引导壳程流体反复的改变方向做错流流动，以加大壳程流体流速和湍动程度，致使壳程对流传热系数提高。另外，折流挡板还起了支撑管子的作用，防止管束振动和弯曲。折流挡板的形式有圆缺形，环盘形和孔流形。
折流板的间隔，在允许的压力范围内希望尽可能小。一般推荐的折流板的间隔最小值为壳内径的1/5或者不小于50mm，最大值决定于支持管所必要的最大间隔。
本次设计折流挡板间距为90mm。
⑶缓冲板
在壳程进口接管处常装有防冲挡板，或称缓冲板。它可防止进口流体直接冲击管束而造成管子的侵蚀和管束振动，还有是流体沿着管束均匀分布的作用。还有的在管束两端放置导流筒，这不仅起防冲板的作用，还可改善两端流体的分布，提高传热效率。
⑷其他主要附件
①旁通挡板如果壳体和管束间间隙过大，则流体不通过管束而通过这个间隙旁通，故往往采用旁通挡板。
②假管为减少管程分程所引起的中间穿流的影响，可设置假管。
③拉杆和定距管为了使折流板能牢靠的保持在一定位置上，通常采用拉杆和定距管。
4列管式换热器的设计计算
4.1计算步骤
⑴确定设计方案
①由上述诸多条件，初步选用带膨胀节的固定管板式换热器
②由于循环水易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用
的碳钢管，管内流速取。
⑵确定物性参数
定性温度：可取流体进口温度的平均值。
壳程油的定性温度为
管程流体的定性温度为
根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关数据。
煤油在80℃下的有关物性数据如下：
密度
定压比热容
导热系数
粘度
循环冷却水在30℃下的物性数据：
密度
定压比热容
导热系数
粘度
4.2计算传热系数
⑴热流量
⑵平均传热温差
⑶冷却水用量
⑷总传热系数K
管程传热系数：
壳程传热系数：
假设壳程传热系数
污垢热阻，管壁的导热系数
4.3计算传热面积
考虑15的面积裕度，
5工艺结构尺寸的计算
5.1管径和管内流速
选用传热管（钢管），取管内流速。
5.2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。
按单程管计算，所需要的传热管长度为
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=4.5m，则该换热器管程数为：
传热管总根数
5.3平均传热温差校正系数
按单壳程，四管程结构，温差校正系数查有关图表得。
平均传热温差
5.4传热管排列和分程方法
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。取管心距，则：
管板两侧管心距为44（mm）
横过管束中心线的管数
5.5壳体内径
采用多管程结构，取管板利用率，则壳体内径为：
（mm）
圆整可取325mm
5.6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，则切去的圆缺高度为故可取h=80mm。
取折流板间距，则，可取B为90。
折流板数传热管长/折流板间距（块）
折流板圆缺面水平装配。
5.7接管
壳程流体进、出口接管：取接管内油品流速为1.0m/s，则接管内径为：
取标准管径为。
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速为，则接管内径为：
取标准管径为。
6换热器核算
6.1热量核算
⑴壳程对流传热系数。对圆缺性折流板，可采用凯恩公式：
当量直径，由正三角形排列得：
壳程流通面积：
壳程流体流速及雷诺系数分别为：
普兰特准数：
黏度校正：
⑵管程对流热系数：
管程对流截面积：
管程流体流速：
普兰特准数：
⑶传热系数K
6.2面积核算
⑴传热面积S
⑵该换热器的实际传热面积
⑶该换热器的面积裕度为：
传热面积合适，该换热器能够完成生产任务。
6.3换热器内流体的流动阻力
⑴管程流动阻力
，，
由Re=5967，传热管相对粗糙度0.01/20=0.005，查莫狄图得=0.04，流速，
管程流动阻力在允许范围内。
⑵壳程阻力
=1，=1.15
①流体流经管束的阻力：
F=0.4
=8，=49，=0.21（m/s）
②流体流过折流板缺口的阻力：
B=0.09（m），D=0.3（m）
总阻力
壳程流动阻力也比较适宜。
7换热器主要结构尺寸和计算结果
换热器形式固定管板式
换热面积/m216.73
工艺参数
名称
物料名称
操作压力/MPa 操作温度/
流量/（kg/h）
管程
循环水
0.4
20/40
7547
壳程
油
0.3
120/40
3472
流体密度/995.7 781
流速/（m/s）0.24 0.21
传热量/kW 176
总传热系数/333
传热系数/1464 599
污垢系数/0.0002 0.00017
阻力降/MPa 0.00192 0.005137
程数 4 1
推荐使用材料碳钢碳钢
管子规格管数56 管长4500mm 管间距/mm 32 排列方式正三角形
折流板形式上下间距/mm 90 切口高度25
壳体内径/mm 325
⑴封头
管箱采用标准椭圆封头与筒体短节焊接的组合体，及分程挡板。
分程挡板厚度8mm，分程形式如图1所示（隔板两侧管心距c=44mm）：
图1分程示意图
其中标准椭圆封头EHA的内径d i=325mm，厚度=8mm，查标准有直边高度h=25mm。筒体短节取其长度L=200mm。
由
校核其厚度满足要求。
如图2所示封头形式：
图2封头形式
h=25mm，，H=106.25mm，D D=325mm，=8mm。
⑵法兰
管板厚度h=38mm，兼作法兰，其尺寸要求与容器法兰对应。
管板（带法兰）各尺寸及标准如图3所示：
图3管板法兰示意图
其中：D=460mm，D1=410mm，D2=309mm，D4=363mm，=24，d=25mm，b=38mm。配套螺母规格为M22，数量12。
⑶其他附件：根据容器要求按照标准选取膨胀节及支座等部。
9设计评价
本次课程设计是根据生产年处理25000吨煤油的煤油冷却器。通过计算试差校核最终确定选用固定管板式列管式换热器，采用一壳程四管程的换热方式。共用换热管56根，采用正三角形排列方式，换热面积为16.73；筒体内径325mm。经过压力容器要求及安全、问的要求确定管板厚度，法兰和其他部件及焊接形式。
此次化工原理课程设计过程历时三个星期，在设计过程中不断优化，往复计算，过程比较繁琐。
确定冷热流体的管程分布→根据题目已知条件确定相应定性温度下各物性值→计算热负荷Q→确定总传热系数：假定流速及总传热系数，计算换热面积进行优化校正，计算实际传热系数及换热面积，进行换热器管壳程的选型→校核传热系数及换热面积，使得面积裕量为10→由容器要求进行部件的选择及尺寸的确定。
这次课程设计涉及多门课程的知识运用，由化工原理延伸展开，运用机械、制图等多学科交合最终确定换热器各参数。一部分数据采取经验数据以及迭代估算计算使得结果存在一定的误差，但尽量使得结果达到最优。设计过程中对大量资料的查阅，
x x x x x大学 化工原理课程设计题目煤油冷却器的设计 教学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 20XX年6月8日 目录
第一章绪论 (1) 第二章方案设计说明 (1) 2.1换热器的选型 (1) 2.1.1 换热器的分类 (1) 2.1.2 间壁式换热器 (1) 2.1.3 管壳式换热器 (1) 2.1.4 换热器的选型 (2) 2.2材质的选择 (2) 2.3换热器其他结构设计 (2) 2.3.1 管程机构 (2) 2.3.2 壳程结构 (2) 第三章管壳式换热器的设计计算 (3) 3.1确定设计方案 (3) 3.1.1 选择换热器类型 (3) 3.3.2 流动空间及流苏确定 (3) 3.2 确定物性参数 (3) 3.3 计算总传热系数 (4) 3.3.1 热流量 (4) 3.3.2 平均传热温差 (4) 3.3.3 冷却水用量 (4) 3.3.4 总传热系数 (4) 3.4 计算传热面积 (5) 3.5 工艺结构尺寸 (5) 3.5.1 管径和管内流速 (5) 3.5.2 管程数和传热管数 (5) 3.5.3 平均传热温差校正及壳程 (6) 3.5.4 传热管排列和分程方法 (6) 3.5.5 壳体内径 (6) 3.5.6 折流板 (7) 3.5.7 接管 (7) 3.6 换热器核算 (7)
3.6.1 热量核算 (7) 3.6.2 换热器内流体的流动阻力 (9) 第四章计算结果一览表 (11) 课程设计心得与体会 (12) 参文文献 (14) 附录（1）油冷却器的设计任务书 (15) 附录（2）符号说明 (16)
第一章绪论 工程设计是工程建设的灵魂，又是科研成果转化为现实生产力的桥梁和纽带，它决定了工业现代化水平。设计是一项政策性很强的工作，它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面，而且还会涉及多专业、多学科的交叉、综合和相互协调，是集体性的劳动。先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标。而化工原理课程设计，是将所学的化工原理理论知识联系实际生产的重要环节。一方面，它要求综合运用物理，化学，化工原理，工程制图的理论知识，确定生产工艺流程和计算设备的尺寸；另一方面，又要求根据设计对象的具体特征，凭借设计者的经验（或借鉴前人的经验），灵活运用设计的诀窍，对所选设备，工艺过程以及各种参数进行合理的筛选，校正和优化，达到经济合理的生产要求。 第二章设计方案说明 2.1换热器的选型 2.1.1换热器的分类 换热器是化工，炼油工业中普遍应用的工艺设备，用来实现热量的传递，使热量由高温流体传给低温流体。根据传热方式可分为混合式换热器，蓄热式换热器，和间壁式换热器，其中间壁式换热器是工业中应用最为广泛的一类。其主要特点为：冷热流体被一固体间壁隔开，通过壁面进行转热。考虑到间壁式换热器设计技术比较成熟，而且国家在该类换热器的设计，制造，检验和验收等方面已有较为完善的设设计资料和系列化标准，因此选择间壁式换热器。 2.1.2间壁式换热器 按照传热面的形状和结构特点，间壁式换热器又可细分为管式换热器，如套管式，螺旋管式，管壳式，热管式；板面式换热器，如板式，螺旋式，板壳式等；扩展面式换热器，如板翅式，管翅式，强化的传热管等。在管式换热器中，管壳式换热器是应用最广泛的一种，该类换热器结构相对简单，造价不高，壳选用多种结构材料，管内清洗方便，处理量大，在高温条件下也能应用。考虑其诸上优点，以及生产任务均符合管式换热器的要求，选择管壳式换热器。 2.1.3 管壳式换热器 管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。它因结构简单、耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点而在换热设备中占据主导地位。管壳式换热器根据其结构特点分为：固定管板式换热器，浮头式换热器，U形管式换热器。以下主要介绍固定管板式换热器。 固定管板式换热器，管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体连接，与其他形式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体
《化工过程设备设计Ⅰ（一）》 说明书 设计题目：换热器的设计 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计日期： 设计单位：青海大学化工学院化学工程系
目录 前言 (4) 任务书 (5) 目的与要求 (6) 一、工艺设计方案 (8) 二、确定物性数据 (9) 三、估算传热面积 (9) 四、工艺结构尺寸 (10) 五、换热器核算 (12) 六、设计结果概要一览表 (17) 七、参考文献 (19)
前言 化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。 化工原理课程设计是化工原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。围绕以某一典型单元设备(如板式塔、填料塔、干燥器、蒸发器、冷却器等)的设计为中心，训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。设计时数为3周，其基本内容为： (1)设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 (2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算)：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。 (3)辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。 (4)工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，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。 (6)设计说明书的编写。设计说明书的内容应包括：设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。 整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。 设计者： 2015年月日
课程设计任务书
一、摘要 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。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。在换热器中，至少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。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们是上述这些行业的通用设备，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、开发和节约的要求不断提高，对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以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。根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。在生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。 衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动力。 二、关键字 煤油，换热器，列管式换热器，固定管板式
目录 一、概述 (1) 二、工艺流程草图及设计标准 (1) 2.1工艺流程草图 (1) 2.2设计标准 (2) 三、换热器设计计算 (2) 3.1确定设计方案 (2) 3.1.1选择换热器的类型 (2) 3.1.2流体溜径流速的选择 (2) 3.2确定物性的参数 (3) 3.3估算传热面积 (3) 3.3.1热流量 (3) 3.3.2平均传热温差 (3) 3.3.3传热面积 (3) 3.3.4冷却水用量 (4) 3.4工艺结构尺寸 (4) 3.4.1管径和管内流速 (4) 3.4.2管程数和传热管数 (4) 3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (4) 3.4.4传热管排列和分程方法 (5) 3.4.5壳体内径 (5) 3.4.6折流板 (5)
煤油冷却器的设计 一前言 1列管式换热器的种类 固定管板式换热器 管板式换热器浮头式换热器 填料涵式换热器 U型管换热器 2换热器的特点 列管式换热器，是一种通用的标准换热设备，它具有结构简单，坚固耐用，造价低廉，用材广泛，清洗方便，适应性强等优点，应用最为广泛。管壳式换热器根据结构特点分为以下几种： 固定管板式换热器：固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起，这类换热器结构简单，价格低廉，但管外清洗困难，宜处理两流体温差小于50℃且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。带有膨胀节的固定管板式换热器，其膨胀节的弹性变形可减小温差应力，这种补偿方法适用于两流体温差小于70℃且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。 浮头式换热器：浮头式换热器的管板有一个不与外壳连接，该端被称为浮头，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。浮头式换热器的管束可以拉出，便于清洗和检修，适用于两流体温差较大的各种物料的换热，应用极为普遍，但结构复杂，造价高。 填料涵式换热器：填料涵式换热器管束一端可以自由膨胀，与浮头式换热器相比，结构简单，造价低，但壳程流体有外漏的可能性，因此壳程不能处理易燃，易爆的流体。 U型管换热器：U型管换热器的管子两端固定在同一管板上，管子两端可以自由伸缩，与其他管子机壳体无关。这种换热器结构比较简单，重量轻，适用于高温高压场合，但管清洗比较困难且管板利用率较差。 几种换热器的结构
3换热器的发展趋势 70年代的世界能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展。为了节能降耗，
提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备。这是因为，随着能源的短缺(从长远来看，这是世界的总趋势)，可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高。所以，这些年来，换热器的开发与研究成为人们关注的课题。最近，随着工艺装置的大型化和高效率化，换热器也趋于大型化，并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。同时，对其一方面要求成本适宜，另一方面要求高精度的设计技术。当今换热器技术的发展以CFD(Computational Fluid Dynamics)、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系。近年来，随着制造技术的进步，强化传热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与换热工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，并已在化工、炼油、石油化工、制冷、空分及制药各行业得到应用与推广，取得了较大的经济效益。 二设计任务及操作条件 1设计任务 生产能力（进料量） 80000 吨／年 2操作条件 1、煤油：入口温度：140℃ 出口温度：40℃ 2、冷却介质：自来水 入口温度：30℃出口温度：40℃，水压力为0.3MPa 3、允许压降：不大于105Pa 4、每年按330天计算，每天24小时运行 三设计方案 1换热器的类型 浮头式换热器如右图所示，两端管板之一不与外壳固定连接，该端称为浮头。当管子受热（或受冷）时，管子连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。浮头式换热器不但可以补偿热膨胀，而且固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，因此管束可以从壳体抽出，便于清洗和检修，故浮头式换热器应用比较普
南京工业大学《材料工程原理B》课程设计 设计题目: 煤油冷却器的设计 专业：高分子材料科学与工程 班级：高材0801 学号: 1102080104 姓名: 夏亚云 指导教师: 周勇敏 日期： 2０10/12/30 设计成绩:
目录 一.任务书 (3) １.1．设计题目 1．2.设计任务及操作条件 1.3.设计要求 二.设计方案简介 (3) ２.1．换热器概述 2.２列管式换热器 2．3.设计方案的拟定 2.4.工艺流程简图 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.工艺结构设计…………………………………………………………………………………………..-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.传热管排列和分程方法 4.5．壳程内径及换热管选型汇总 4.6.折流板 4.7.接管 五．换热器核算…………………………………………………………………………………………．-13－ 5.１.热量核算 5.2.压力降核算 六.辅助设备的计算和选择……………………………………………………………………………１７ 6.1.水泵的选择 6.2.油泵的选择 七.设计结果表汇 (20) 八.参考文献． (20) 九.心得体会………………………………………………………………………………….…………… 2１附图：（主体设备设计图,工艺流程简图）
§一．化工原理课程设计任务书 1.1设计题目 煤油冷却换热器设计 1.2设计任务及操作条件 １、处理能力 15.8×１04t/y 2、设备型式列管式换热器 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）油侧与水侧允许压强降：不大于１05 Pa （４）每年按３３０天计，每天24小时连续运行 (5)煤油定性温度下的物性参数: 1．3设计要求 选择合适的列管式换热器并进行核算 1．４绘制换热器装配图 (见Ａ４纸另附） §二．设计方案简介 2.1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。在化工厂,换热器的费用约占总费用的１０％~20%，在炼油厂约占总费用3５％~40%。换热器在其他部门,如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此,设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的意义。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,即简称换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
河西学院 Hexi University 化工原理课程设计 题目 :煤油冷却器设计 学院 :化学化工学院 专业 :化学工程与工艺 学号 : 姓名 :张冠雄 指导教师 :王兴鹏 2016 年 11 月 21 日
化工原理课程设计任务书一、设计题目 煤油冷却器的设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量）25000吨 / 年 操作周期7200小时 / 年 2. 操作条件 煤油入口温度120 ℃，出口温度40 ℃ 冷却介质自来水，入口温度20 ℃，出口温度40 ℃ 允许压降≦ 105Pa 冷却水温度20℃ 饱和水蒸汽压力( 表压 ) 3. 设备型式列管式换热器 4.厂址上海（压力： 1atm ） 三、设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.换热器的工艺计算 3.换热器的主要尺寸设计 4.辅助设备选型 5.设计结果汇总 6.绘制换热器总装配图：主视图、俯视图、剖面图、两个局部放大图 7.设计评述
目录 1 概述 .................................................. 化工原理课程设计的目的、要求...........................列管式换热器及其分类................................... 换热器的设计要求....................................... 符号说明 ............................................... 2 确定设计方案 .......................................... 设计任务 ............................................... 列管式换热器形式的选择................................. 管壳程的选择 ........................................... 流体流速的选择......................................... 3 列管式换热器的结构.................................... 管程结构 ............................................... 壳程结构 .............................................. 4 列管式换热器的设计计算................................ 计算步骤 ............................................... 计算传热系数 ........................................... 计算传热面积 ........................................... 5 工艺结构尺寸的计算.................................... 管径和管内流速......................................... 管程数和传热管数....................................... 平均传热温差校正系数................................... 传热管排列和分程方法................................... 壳体内径 ............................................... 折流板 ................................................. 接管 ................................................... 6 换热器核算 ............................................ 热量核算 ............................................... 面积核算 ...............................................错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。
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08级食品科学与工程（2）班学生姓名纪平平 学号50806022006 指导教师赵大庆 二O一O年十二月三十日
目录 1 《化工原理》课程设计任务书.......................................................................................................... - 1 - 1.1 设计题目..................................................................................................................................... - 1 - 1.2 原始数据及操作条件................................................................................................................. - 1 - 1.3 设计要求..................................................................................................................................... - 1 - 2 《化工原理》课程设计说明书.......................................................................................................... - 2 - 2.1 前言............................................................................................................................................. - 2 - 2.2 工艺流程图及说明..................................................................................................................... - 3 - 3 生产条件的确定.................................................................................................................................. - 4 - 4 换热器的设计计算.............................................................................................................................. - 4 - 4.1 选择换热器类型......................................................................................................................... - 4 - 4.2 流动空间及流速的确定............................................................................................................. - 4 - 4.3 确定物性数据............................................................................................................................. - 4 - 4.4 计算总传热系数......................................................................................................................... - 5 - 4.4.1 热流量............................................................................................................................ - 5 - 4.4.2 平均传热温差................................................................................................................ - 5 - 4.4.3 冷却水用量.................................................................................................................... - 6 - 4.4.4 总传热系数.................................................................................................................... - 6 - 4.5 计算传热面积............................................................................................................................. - 7 - 4.6 工艺结构尺寸............................................................................................................................. - 7 - 4.6.1 管径和管内流速............................................................................................................ - 7 - 4.6.2 管程数和传热管数........................................................................................................ - 7 - 4.6.3 平均传热温差校正及壳程数 ........................................................................................ - 7 - 4.6.4 传热管排列和分程方法................................................................................................ - 8 - 4.6.5 壳体内径........................................................................................................................ - 8 - 4.6.6 折流板............................................................................................................................ - 8 - 4.6.7 接管................................................................................................................................ - 9 - 4.7 换热器核算................................................................................................................................. - 9 - 4.7.1热量核算......................................................................................................................... - 9 - 4.7.2 换热器内流体的流动阻力...........................................................................................- 11 - 5 设计结果汇总表................................................................................................................................ - 13 - 6 设计评述............................................................................................................................................ - 14 - 7 心得体会.............................................................................................................................................. - 15 - 8 参考文献............................................................................................................................................ - 16 -
河西学院 HexiUniversity 化工原理课程设计题目:煤油冷却器设计 学院:化学化工学院 专业:化学工程与工艺 学号: 姓名:张冠雄 指导教师:王兴鹏 2016年11月21日
化工原理课程设计任务书一、设计题目 煤油冷却器的设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量）25000吨/年 操作周期7200小时/年 2.操作条件 煤油入口温度120℃，出口温度40℃ 冷却介质自来水，入口温度20℃，出口温度40℃ 允许压降≦105Pa 冷却水温度20℃ 饱和水蒸汽压力0.25Mpa(表压) 3.设备型式列管式换热器 4.厂址上海（压力：1atm） 三、设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.换热器的工艺计算 3.换热器的主要尺寸设计 4.辅助设备选型 5.设计结果汇总 6.绘制换热器总装配图：主视图、俯视图、剖面图、两个局部放大图 7.设计评述
目录
附图
煤油冷却器设计 作者：张冠雄 摘要：换热器在许多行业中有非常重要的地位，尤其是在化工、石油、等行业中。本次课程设计的任务是设计年处理25000吨煤油的煤油冷却器，采用列管式换热器。设计过程包括方案确定、换热器结构选择、主要换热设计计算并绘制列管式换热器的装配图。通过热量核算，压力降的核算以及面积裕度的求解，该换热器能够完成设计任务。 关键词：列管式换热器折流板法兰管板煤油水 1概述 1.1化工原理课程设计的目的、要求 课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初步尝试，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工设计的初步训练通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思路，培养实事求是、严肃认真、高度负责的科学作风。 课程设计是学生展示创新能力的有益实践。在设计中需要学生作出决策，即自己确定方案、选择流程、查阅资料、进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析和比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力、增强学生创新意识的环节。 通过课程设计，应该提高以下几个方面的能力： 熟悉查阅文献资料、搜索有关数据、正确选用公式。当缺乏必要数据时，尚需通过实验测定或到生产现场实际查定。 在兼顾技术上先进性、可靠性、经济上合理性的前提下，综合分析设计任务的要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常。安全运行所需要的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 准确而迅速地进行过程设计计算及主要设备的工艺设计计算。 用精练的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。1.2列管式换热器及其分类 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
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！） 食品工程原理课程设计任务书 设计题目：年处理量8.4 X04吨煤油冷却器的设计
一、操作条件 1.煤油：入口温度156C 出口温度50C 2.冷却介质：循环水入口28C，出口温度40C 3.允许压力降：不大于30kPa 4.年开工天数： 300天；每天24h连续生产 5.定性温度下煤油的物性数据： 3 4 I 密度=825kg ? m-，黏度=7.15 M0- Pa ? s,比热=2.22kJ ?( kg ;C)-, 热导率=0.14W (m- C) 二、设计任务 1.处理量：84X|03t年 2.设备形式：列管式换热器 3.选择事宜的列管换热器并进行核算 4.绘制工艺流程图和设备结构图 5.输送机械的设计：循环水泵 三、设计要求 使用统一课程设计格式(详见许昌学院课程设计编写要求)。 主要项目及编排顺序为： ①设计说明书封面(使用统一模板)；②任务书；③摘要；④目录；⑤设计方 案简介；⑥工艺过程计算及设备工艺尺寸的计算；⑦辅助设备的计算及选型；⑧附录：工艺流程图及设备结构图；⑨参考文献⑩设计评述； 指导教师：孙国富徐静莉 完成日期：2012年12月17日?12月28
本设计是进行煤油冷却器的设计，主要进行了换热器的选型以及水泵的型号选择。设计的前半 部分是换热器的选型，根据给定的条件估算换热面积，进行换热器的选择，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降的计算。设计的后半部分是关于水泵的选择，根据换热器以及给定的条件计算出最大流量和压头确定水泵的型号。 关键词：浮头式换热器传热系数水泵 目录 1引言 (1) 1.1热换器的类型 (1) 1.2热换器的选择 (1) 1.2浮头式热换器特点 (2) 2正文 (2) 2.1确定设计方案 (2) 2.1.1.选择换热器的类型 (2) 2.1.2确定流体通入的空间 (3) 2.2确定物性数据 (3) 2.2.1确定定性温度 (3) 2.2.2确定物性数据 (3) 2.3估算传热面积 (3) 2.3.1计算传热热负荷Q (3) 2.3.2计算平均传热温差 (3) 2.3.3初选总传热面积 (4) 2.3.4初选管径 (4) 2.3.5初选换热器型号 (5) 2.4热换器的核算 (5) 2.5传热系数的校核 (6) 2.5.1管程的对流传热系数 (6) 2.5.2壳程的对流传热系数 (6) 2.5.3确定污垢热阻 (7) 2.5.4计算总传热系数K (7) 2.5.5计算热传热面积 (7)
煤油冷却器的设计----原版
一、摘要
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。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。在换热器中，至少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。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们是上述这些行业的通用设备，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、开发和节约的要求不断提高，对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以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。根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。在生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。 衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动力。 目录 一、概述 (1) 二、工艺流程草图及设计标准 (1)
2.1工艺流程草图 (1) 2.2设计标准 (2) 三、换热器设计计算 (2) 3.1确定设计方案 (2) 3.1.1选择换热器的类型 (2) 3.1.2流体溜径流速的选择 (2) 3.2确定物性的参数 (3) 3.3估算传热面积 (3) 3.3.1热流量 (3) 3.3.2平均传热温差 (3) 3.3.3传热面积 (3) 3.3.4冷却水用量 (4) 3.4工艺结构尺寸 (4) 3.4.1管径和管内流速 (4) 3.4.2管程数和传热管数 (4) 3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (4) 3.4.4传热管排列和分程方法 (5) 3.4.5壳体内径 (5) 3.4.6折流板 (5) 3.4.7接管 (5) 3.5换热器核算 (6) 3.5.1热流量核算 (6)
长沙学院 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) 09应化2班 姓名 学号 指导教师宋勇
起止日期2012.5.28——2012.6.16 化工原理课程设计任务书 系主任___________ 指导教师____________ 学生__戴姣______ 2班 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 s。参考数据见表2.1,表2.2[1]。 表2.1.列管式换热器内的适宜流速范围 流体种类流速（ms） 管程壳程一般液体0.5~3 0.5~1.5 易结垢液体>1 >0.5 气体5~30 3~15 表2.2不同粘度液体的流速（以普通钢壁为例） 液体粘度 mPa．s ＞1500 1500～ 500 500～ 100 100～35 35～1 ＜1 最大流速 （ms） 0.6 0.75 1.1 1.5 1.8 2.4
2.3确定物性数据 定性温度：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。 壳程流体（煤油）的定性温度为：℃ 管程流体（硬水）的定性温度为：℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。见表2.3[1] 表2.3.物性数据 密度（㎏m3）比热容（kJkg ?℃）粘度（Pa? s） 导热系数（Wm ?℃） 煤油825 2.22 7.15× 10-4 0.14 水34℃) 993.95 4.174 7.27× 10-4 0.62 2.4计算总传热系数 (1).煤油的流量 已知要求处理能力为16.5万吨煤油每年（每年按300天计，每天24小时连续运行），则煤油的流量为：
化工原理课程设计煤油冷却器的设计
（）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的（），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用（）的规定，即：按照学校要求提交（）的印刷本和电子版本；学校有权保存（）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布的部分或全部内容。 作者签名：日期：
本设计的任务就是完成一满足生产要求的列管式换热器的设计和选型。 本设计的核心是计算换热器的传热面积，进而确定换热器的其他尺寸或选择换热器的型号。由总传热速率方程可知，要计算换热面积，得确定总传热系数和平均温差。由于总传热系数与换热器的类型、尺寸、流体流到等诸多因素有关，----而平均温差与两流体的流向、辅助物料终温的选择有关，因此管壳式换热器设计和选型需考虑许多问题。通过多次核算和比较，设计结果如下：带膨胀节的固定管板式换热器，选用φ25Χ2.5的碳钢管，换热面积为131.4 m2，且为双管程单壳程结构，传热管排列采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。管数为300，管长为6m，管间距为32mm，折流板形式采用上下结构，其间距为150mm，切口高度为25%，壳体内径为700mm，该换热器可满足生产需求。
煤油冷却器的设计原版 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
一、摘要 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。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。在换热器中，至少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。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们是上 述这些行业的通用设备，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、开发和节约的要求不断提高，对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以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。根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。在生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。 衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动 力。 目录 一、概述 (1) 二、工艺流程草图及设计标准 (1) 工艺流程草图 (1) 设计标准 (2) 三、换热器设计计算 (2) 确定设计方案 (2) 选择换热器的类型 (2) 流体溜径流速的选择 (2) 确定物性的参数 (3) 估算传热面积 (3) 热流量 (3)
平均传热温差 (3) 传热面积 (3) 冷却水用量 (4) 工艺结构尺寸 (4) 管径和管内流速 (4) 管程数和传热管数 (4) 平均传热温差校正及壳程数 (4) 传热管排列和分程方法 (5) 壳体内径 (5) 折流板 (5) 接管 (5) 换热器核算 (6) 热流量核算 (6) 壳程表面传热系数 (6) 管内表面传热系数 (7) 污垢热阻和管壁热阻 (7) 计算传热系数K C (7) 换热器的面积裕度 (8) 换热器内流体的流动阻力 (8) 管程流体阻力 (8) 壳程阻力 (8) 四、设计结果设计一览表 (10)