化工原理课程设计
设计题目: 循环水冷却器设计
设计时间：2013.6.23-2013.7.1
设计班级：食安班
设计者：
学号： 2010
指导教师：
设计成绩：
目录
1 设计任务书 (3)
2 设计摘要 (4)
3 主要物性参数表 (5)
3.1循环水 (5)
3.2冷却水 (5)
4 估算传热面积 (5)
4.1 换热器的热负荷 (5)
4.2 平均传热温差 (5)
4.3 冷却水用量 (6)
4.4 传热面积 (6)
5 工程结构尺寸 (6)
5.1 管径和管程流速 (4)
5.3 平均传热温差校正及壳程数 (5)
5.4传热管排列和分程方法 (5)
5.5 壳体内径 (5)
5.6 折流板 (6)
5.7 附件 (8)
5.8 接管 (8)
6 换热器的核算 (9)
6.1传热能力核算 (9)
6.1.1管城传热膜系数 (9)
6.1.2污垢热阻和管壁热阻 (9)
6.1.3壳程对流传热膜系数 (10)
6.1.4总传热系数K (10)
6.1.5传热面积 (11)
6.2换热器内流动的流动阻力 (11)
6.2.1管程流动阻力 (11)
6.2.2壳程阻力 (12)
7换热器主要结构尺寸和计算结果表 (12)
8 设备参数计算 (14)
8.1壳体壁厚 (14)
8.2接管法兰 (14)
8.3设备法兰 (14)
8.4封头管箱 (14)
8.5设备法兰垫片 (14)
8.6管法兰用垫片 (14)
8.7管板 (15)
8.8支垫 (15)
8.9设备参数总表 (15)
9 学习心得 (16)
10参考文献 (17)
11重要符号说明 (18)
化工原理课程设计任务书
1.设计任务书
设计题目：循环水冷却器设计
设计条件：
1.设备处理量：74T/h。
2.循环水：入口：55℃，出口：40℃。
3.冷却水：入口：20℃，出口：30℃。
4.常压冷却，热损失：5%。
5.两侧污垢热阻0.00017m2·℃/w。
6.初设K＝900w/m2·℃。
设计要求：
1. 设计满足以上条件的换热器并写出设计说明书。
2. 根据所选换热器画出设备装配图。
2.设计摘要
传热过程是因温度差而产生热量从高温区向低温区的转移。换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。化工生产过程中存在的极其普遍的过程，实现这一过程的换热设备，却种类繁多，样式多样。按换热设备的传热方式划分主要有直接接触式、蓄热式和间壁式三类。虽然直接接触式和蓄热式换热设备具有结构简单，制造容易等特点，但由于在换热过程中，有高温流体和低温流体相互混合或部分混合，使在应用上受到限制。因此工业上所有的换热设备工业上所有的换热设备以间壁式换热器居多。管式换热器的类型也是多种多样的，从其结够上大致可分为管式换热器和板式换热器。管式换热器主要包括蛇管、套管和列管式换热器；板式换热器主要包括板式、螺旋板式、板壳式换热器。不同类型的换热器各有自己的优点和使用条件。其中以列管式换热器应用的更为广泛。
烈管式换热器的类型是多种多样，列管式换热器可以分为固定管板式、U形管式和浮头式等。在这次实验设计中我们选择的是固定管板式换热器。它单位体积的传热面积极大，结构简单，加工制造比较容易，结构坚固，性能可靠，适应面广。在现代的化工生产中应用最为广泛，而且设计资料和数据较为完善，技术上比较成熟。
本设计是一列管换热器的设计。该换热器应具备的功能可以将循环水由55℃冷却至40℃。换热器所用的冷却介质是初始温度为20℃的冷水，并要求冷水出口温度为30℃。此换热器又称循环水冷却器。根据所给的任务，我们综合考虑。首先确定了流体流径。我们选择冷却水通入管内，而循环水通入管间。其次，我们确定两流体的定性温度，由于温度引起的热效应不大，可以选择固定管板式换热器。初算时利用暂定的总传热系数和算出的热负荷，初算换热器的换热面积，换热器的根数和长度，确定管程数。进而我们可以查阅相关资料。在《固定管板换热器系列标准中》，我们初步选择最接近计算值最符合的换热器，然后进行校核验算是否符合要求。
有了初步的换热器后，我们便要对其设备参数进行校核，对其附件进行选择和
匹配。包括换热器壳体、封头、管箱、管板、法兰的选用，折流板、隔板、支座形式的选用等。在选择这些附件的同时，不仅应当使其与所选换热器能够很好的匹配，并要使换热器既造价低廉又坚固耐用，且要兼顾经济的效果。 3．主要物性参数表
3.1循环水
对于黏度较低的流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均制，故循环水的定性温度为：
t 定循 =(55+40)/2=47.5℃
根据定性温度，分别查处有关的物性参数如下： 密度 ρh=989.1 kg/m3； 比热容 Cph=4.174 kJ/kg·℃ 导热系数 λh=0.6443 W/m·℃ 粘度 μh=0.000648 Pa·s 3.2．冷却水
对于黏度较低的流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均制，故冷却水的定性温度为：
tm=(20+30)/2=25 ℃
根据定性温度，分别查处有关的物性参数如下： 密度 ρi=996.9kg/m3
比热容 Cpi=4.179kJ/(kg·℃) 导热系数 λi=0.6083W/(m·℃) 粘度 μi=0.0009025Pa·s
表1 物性参数表
4估算传热面积 4.1换热器的热负荷： 1
t C m Q ph h h ???=
=74000×4.174×(55-40)×95% =4.401×106 kJ/h
=1222.5 kw
4.2平均传热温差（对流传热）：
1212
(5530)(4020)
22.40.223ln m t t t t t ----=
==V V V V V
4.3冷却水用量：
6
4.40110105312.3/4.179(3020)i pi i Q t kg h
c t ?===?-V
4.4传热面积：
由已知K=900 W /m 2
·℃。
3
2
1222.51060.5990022.42m Q S m K t ?===?V
考虑到估计性质的影响，根据经验范围，取实际传热面积为估计值的1.15倍。 S=60.59×1.15=69.68 m 2 5.工程结构尺寸 5.1管径和管程流速：
选用?25×2.5传热管，取内管流速1.2m/s 5.2管程数和传热管数
依据传热管内径和流速确定单程管传热管数
22
105312.3
77.9996.936000.7850.02 1.2
4
s i V
n m d u
π
=
=
=???? 所以n s =78 (根)
按单管程计算，传热总管长度为：
069.68
11.38()3.140.02578
s S L m d n π=
==?? 现在取传热管长l=6 m ，则该换热器的管程数为：
11.38 1.892()6
p L N l =
==≈管程
传热管总根数：N=78?2=156（根） 5.3．平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数
55-40
1.530-20
R =
==热流体的温降冷流体的温升
30-20
0.2955-20
P =
==冷流体的温升两流体的最初温差
按单壳程双管程结构，查表得： ε△t =0.81 平均传热温差：
mt t t t 0.8122.4218.16m C ε?==?=V V V
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。 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，隔板两侧采用正方型排列，取管心距t=1.25d
则t=1.25×25=31.25≈32（mm ） 隔板中心到离其最近一排管中心距离: s=t/2+6 mm =32/2+6=22 mm
隔板两侧相邻管心距为：αc =2s=44 mm 通过管束中心线的管数：
)
(1515619.119.1根===N n c
5.5壳体内径
采用多管程结构，取管板利用率η=0.7，则壳体内径为：
)(6.5017.0/1563205.1N
1.05t D mm =?==η
圆整可取：D=600（mm ） 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经的25%，则切去的圆缺高度为：
h=0.25×600=150（mm ）
取折流板间距B=0.3D ，则B=0.3×600=180（mm ） 可取B=200（mm ） 折流板数：
6000
-1=-1=29200
B N =
传热管长折流板间距
5.7附件
选取拉杆直径为12mm ，拉杆数量为4根，壳程入口应设置防冲挡板。 5.8接管
管程流体进出口接管：取接管内冷却水流速为：
u=2m/s
0.173d m =
== 则接管内径：
壳程流体进出口接管：取接管内循环水流速为：
u=2m/s
0.115d m ===
即接管内径；
所以取标准管：壳程接管：φ127×4.5，管程接管：φ146×4.5。
12244105312.3 1.2493.140.173996.93600V u d π?=
==???
222
4474000
1.563.140.115996.93600V u d π?=
==???
经校核,符合标准
6.换热器的核算 6.1传热能力核算 6.1.1管程传热膜系数： αi =0.023Re 0.8Pr 0.4λi /d i 管程流速截面积：
2
2215620.7850.020.02454
2
t i i p N S d m N π
=
=??= 管程流体速度：
105312.3
1.198/996.936000.0245
i u m s =
=??
0.02 1.198996.926466.20.0009025
e R ??==
33
4.179100.90310 6.20.6083
r P -???==
0.80.426.20.6080.02326466.2/0.0250113/i W m C
α??==?o
6.1.2污垢热阻和管壁热阻
污垢热阻：R si =0.00017 ( m 2℃)/W
R so =0.00017 (m 2℃)/W
管壁导热系数：λ=50W/m ·℃
20.0025
0.00005/50
i b
R m C W ωλ===??
6.1.3壳程对流传热膜系数：
10.55
0.14
3
00
0.36
Re Pr ()i
e
u d u ω
λα=?
当量直径：
2
02)423(4d d t d e ππ-=
223.144(0.0320.025)240.0203.140.025
e d m -?=
=?
壳程流通面积：
000.025(1)0.200.60(1)0.026250.032
d S B D m t =?-
=?-= 74000
0.792/0.026253600989.1
e d m s =
=??
00.0200.792989.1
Re 241780.000648
??=
=
3
4.1740.00064810Pr ==4.20.6443
??o
粘度校正0.14
w 1μμ??≈
??
?
10.55300.6443
0.3624178 4.24819.40.02
a =???=
6.1.4总传热系数K
00000
21
1
1
0.0250.0250.00250.0251
0.000170.0001750110.020.020500.02254819.4
1107.3si s i i i i K d d bd R R d d d W
C
m αλα=
++++=
?+?+++
??=??
6.1.5传热面积：
2
1222.5
61.61132.417.936
m Q S m K t =
==?V 实际传热面积：
面积裕度：
73.4861.6
100%100%19.3%61.6
P S S H S --=
?=?= 6.2换热器内流动的流动阻力 6.2.1管程流动阻力：
12()i t s p P P P F N N ∑=V V V
1=s N 2=p N 4.1=t F
2
,22
221u P u d l P i ρξρλ=??=? 由Re=26510.36,传热管相对粗糙度0.0 1/20=0.005，查莫狄图得λi =0.0322w/m ·℃ μi =1.2m/s ρ=996.9kg/m 3, 所以
△P 1=0.033×(6/0.02)×(1.22×996.9/2)=6933.64 Pa △P 2=ξρμ2/2=3×996.9×1.22/2=2153.304 Pa ∑△P i =(6933.64+2153.304)×1.5×2 = 27260.832 Pa 管程流动阻力在允许范围之内 。
6.2.2壳程阻力：
Σ△P 0=（△P 1'+△P 2'）F t N s F t =1.15 N s =1 流体经管束的阻力： △P 1'=F ?0n c (N B +1)ρμ2/2 F=0.5 ?0=5×24178-0.228=0.501 n c =1.1N 0.5=1.1×1560.5=13.74 N B =29 μ0=0.792m/s
△P 0=0.5×0.501×13.74×(29+1)×0.7922×989.1/2=32031.4Pa 流体经过折流板缺口的阻力损失：
△P 2=N B (3.5-2B/D)μ2ρ/2 B=0.20 D=0.60
△P 2=29(3.5-2×0.2/0.6)×0.7922×989.1/2=25489.2Pa 总阻力损失：
△P 总=32031.4+25489.2=57520.6Pa 壳程流动阻力在允许范围内 。
50
22.5502
m T C =
-=
7.换热器主要结构尺寸和计算结果表
8.零件参数8.1壳体壁厚
S，
c =PD
i
/2[&]tΦ-P=1.6×600/2×113×0.9-1.6=4.76mm
C=1.24mm
S
c=S
c
+C=6mm
8.2 接管法兰
8.3 设备法兰
8.4 封头管箱
封头：以外径为公称直径的椭圆形封头
8.5 设备法兰垫片（橡胶石棉板）
8.6 管法兰用垫片
8.7 管板
管板厚度30，长度666，材料为16MnR。
8.8 支垫（鞍式支座）
9.学习体会与收获
这大三这学期有机会在老师的帮助下和同学一起设计化工原理课程设计感到
很有压力，这次设计中我的收获很多，学习到了以前在书本上没有学到的知识和技巧.真正的将理论联系到了实际当中。认识到了实践的重要性，也感觉到了经验的重要性。在这两周的学习中在理论的基础上了解了怎样设计换热器，并将所学的付诸于实际设计当中。在设计的过程中我们认真的查阅相关的资料，了解相关的知识，培养了自学的能力。
通过这次设计实践我真正体会到了理论要结合实际才会发挥价值。而且我也认识到了我的不足，在设计的过程中发现自己对学习化工原理基础并没有深刻的了解。对知识的运用不够熟练，同时也了解到自己缺乏耐心，这些方面都需要以后进行加强。在循环水冷却器设计过程中，我感觉我的理论运用能力得到了提升。我们需要掌握了查阅资料、选用公式和搜集数据的能力。并树立了既考虑技术上的可行性，也注意到操作是的正确设计思想，在这种的设计思想下去分析解决实际问题的能力，还要培养了迅速准确的进行工程计算的能力，学会用简洁的文字，清晰的图案来表达自己的设计思想的能力。
这次的设计实验过程中我们组一共是五个人，大家是分工协作，培养了大家的合作精神。我们在设计中都非常的认真配合的也很有默契。我们在一起互相帮助互相学习。共同探讨我们不会的地方。我们也共同去思考更有创意的设计。共同的进步，共同的享受我们成功的喜悦让我真正的体会了理论是要结合实际才能发挥价值。但是没有好的理论基础在实践中的困难也会很多很多。通过这次的设计实验我也找到了自己的不足，在设计的过程中发现自己对学习化工原理基础并没有深刻的了解。对知识的运用不够熟练，同时也了解到自己的还没有耐心。在设计中常常表现急躁多亏有大家的帮助，在这方面我还需要加强。在设计的过程中使自己认识到了自己的不足，从而提高自己，完善自己。
10．参考文献
[1]天津大学.《化工原理》.天津:天津科学技术出版社，1990.
[2]魏崇关,郑晓梅.《化工工程制图》.北京:化学工业出版社，1992.
[3]《化工设备结构图册》编写组，《化工设备结构图册》.上海:上海科学技术出版
社，1978.
[4]柴诚敬，刘国维，李阿娜.《化工原理课程设计》.天津:天津科学技术出版社，1994.
[5] Perry化学工程手册.
[6]华南理工大学.《化工过程及设备设计》.广州:华南理工大学出版社，1986.
[7]刁玉玮，王立业编.《化工设备机械基础》.大连:大连理工大学出版社，1989.
[8]中华人民共和国化学工业部工程建设标准《钢制管法兰，垫片，坚固件》（1991-12）
化学工业出版社.
[9] 《钢制列管式固定管板式换热器结构设计手册》1994.11.7.
[10] 《化工设备设计手册材料与零部件》上海人民出版社.
[11]姚玉英主编《化工原理》（上）天津大学出版社.
[12]大连理工大学教研室编.《化工原理课程设计》大连理工大学出版社，1994，7.
[13]夏清主编《化工原理》（上）天津大学出版社2005，1.
[14]齐齐哈尔大学化工原理教研室编.《化工原理课程设计》.
[15] 谭天恩，麦本熙，丁惠华.化工原理(上册).第2版.北京：化学工业出版社，1990.
11.重要符号说明
Q ——热负荷 KJ/h mi ——热流体质量流速 KJ/h Cpi ——热流体比热容 KJ/(kg ℃)
C pi ——冷流体比热容 KJ/(kg ℃) d i ——传热管的内径 m d o ——传热管的外径 m de ——当量直径 m
D ——公称直径m
K ——选取的传热系数 c m kw ?./2 t 1——冷流体进口温度 c ? t 2——冷流体出口温度 c ? T 1——热流体进口温度 c ? T 2——热流体出口温度 c ? R ——平均温差校正系数的参数 F t ——温度校正系数 T m ——平均温差c ? L ——单程管长 m N p ——单程数 N ——总管数 D ——公称直径 m P ——公称压力 Mpa a i ——管程传热膜系数 V s ——热流体体积流速 u i ——管程流速m/s Re i ——管程雷诺准数
a o ——壳程传热膜系数 c m w ?./2 h ——折流板间距 m
A o ——计算传热面积 m 2 T ——管中心距 m u o ——壳程速度 m/s De ——当量直径 m Re o ——壳程雷诺准数 Pr o ——课程普兰特数
μ——流体在定性温度的黏度，Pa.s λ——导热系数，c
m w
?.2
d m ——平均管径 m
Rs i ——管程的污垢热阻 w c m ?.2
Rs o ——壳程的污垢热阻 w c m ?.2
b ——壁厚 m
∑i
p △——管程压力降 Pa
ξ——相对粗糙度 mm
化工原理课程设计————循环水冷却器设计 学院：化工学院 专业班级：高分子061班 姓名：李猛 学号： 2006016050 指导教师：徐功娣 时间：2009年6月25-30日
目录 1 设计任务书 (1) 2 设计摘要 (2) 3 主要物性参数表 (4) 4 工艺计算 (5) 4.1 确定设计方案 (5) 4.1.1 选择换热器的类型 (5) 4.1.2 计算热负荷和冷却水流量 (5) 4.1.3 计算两流体的平均温差，确定管程数 (6) 4.1.4 工艺结构尺寸 (6) 4.2 核算总传热系数 (8) 4.2.1 管程对流传热系数Ai (8) (9) 4.2.2 壳程流体传热系数 o 4.2.3 计算总传热系数K0 (10) 4.3 核算压强降 (12) 4.3.1 管程压强降 (12) 4.3.2 壳程压强降校核 (13) 5 设备参数的计算 (16) 5.1 确定换热器的代号 (16) 5.1.1 换热器的代号 (16) 5.1.2 确定方法 (16) D (16) 5.2 计算壳体内径 i 5.3 管根数及排列要求 (16) 5.4 计算换热器壳体壁厚 (17) 5.4.1 选适宜的壳体材料 (17) 5.4.2 该钢板的主要工艺参数性能 (17) 5.4.3 壁厚的计算 (17)
5.5 选择换热器的封头 (19) 5.6 选择容器法兰 (20) 5.6.1 选择法兰的型式 (20) 5.6.2 确定法兰相关尺寸 (20) 5.6.3 选用法兰并确定其标记 (21) 5.7 选择管法兰和接管 (22) 5.7.1 热流体进出口接管 (22) 5.7.2 冷流体进出口接管 (22) 5.7.3 选择管法兰 (23) 5.8 选择管箱 (23) 5.9 折流档板的设计 (24) 5.10 支座的选用 (24) 5.11 拉杆的选用和设置 (25) 5.11.1 拉杆的选用 (25) 5.11.2 拉杆的设置 (26) 5.12 确定管板尺寸 (26) 5.13 垫片的选用 (27) 5.13.1 设备法兰用垫片 (27) 5.13.2 管法兰用垫片 (28) 6 数据汇总 (29) 7 总结评述 (30) 8 参考文献 (32) 9 主要符号说明 (33) 10 附表 (35)
循环水使用指导书 1.目的 为确保公司循环水稳定运行，循环水新系统、新设备及新管线投用前正确的处理，确保设备的换热效率和使用年限，保障公司的循环水安全使用,特制订循环水使用指导书。 2.适用范围 本文件适用于宁波万华工业园各循环水用户的使用及操作参考。 3.换热器投用前的操作注意事项 新的冷却水换热设备及管线使用前需要进行预处理，根据实际情况制做预处理方案，对其进行冲洗、预膜、钝化等处理后，再投入使用，否则会有结垢或者腐蚀的风险，具体步骤见清洗预膜方案。 4.循环水换热器投用后的运行参考 4.1管程换热器，循环冷却水管程流速不宜小于0.9m/s；壳程换热器，循环冷却水壳程流速小于0.3m/s时，当换热器流速过低时，会导致循环水内的污泥沉积，从而加速腐蚀速率，必要时应采取防腐涂层、反向冲洗等措施； 4.2设备传热面冷却水侧壁温不高于70度； 4.3短期停车时不要关闭换热器阀门，以免形成死水，会有积沉腐蚀的风险，若停车时间超过一周以上，需要将换热器进出水阀门关闭，将换热器内的水放空，必要时采用氮气保护，开车时对换热器进行循环水冲刷排放； 4.4不同材质换热器性能比较
当物料泄漏至循环水后，会对循环水水质造成影响，容易滋生微生物等，加速循环水系统的腐蚀速率；所以当发生物料泄漏至循环水后，泄漏装置确认泄漏点，并告知所在循环水系统运行部门泄漏物质及泄漏量，循环水系统关注冷却水水质影响，并联系水处理公司至现场查找原因。 确认泄露后，循环水系统运行部门加强循环水水质监控，联系水处理公司提供技术支持，换热设备循环水侧打开后可联系水处理公司做换热器定检报告。 6. 换热器的检修维护说明 6.1检修期间，必要时需用高压水枪对换热器（石墨换热器不能使用水枪冲洗）进行冲洗，物理剥除存在的锈瘤； 6.2管板、管口是最易发生腐蚀的地方，宁波水质很软，腐蚀压力极大，必要时需要对管板涂防腐漆。 6.3封头、管板处水流较缓，易发生颗粒物粘附沉积，引起垢下腐蚀，必要时可以涂防锈漆。 6.4装置开车后进行清洗预膜后再投入使用； 7.循环水系统清洗预膜方案 预处理目的 所有的冷却水系统应在开工前清洗并预膜，一个良好的预处理方案可以延长设备使用寿命和最大程度的发挥生产能力。 清洗预膜方案与操作详见附件 清洗预膜.doc
循环冷却水系统 发电厂中有许多转动机械因轴承摩擦而产生大量热量，各种电动机和变压器运行因存在铁损和铜损也会产生大量的热量。这些热量如果不能及时排出，积聚在设备内部，将会引起设备超温甚至损坏。为确保设备的安全运行，电厂中需要完备的循环冷却水系统，对这些设备进行冷却。 根据各设备（轴承、冷却器等）对冷却水量、水质和水温的不同要求，主厂房设备冷却水采用开式、闭式两套系统。开式循环冷却水系统从循环水进水管接出，直接利用循环水，减少厂用电和节约用水，闭式循环冷却水系统有效节约了用水量。开式循环冷却水系统是用循环水直接去冷却一些对水质要求较低、水温要求较严而用水量大的设备，如汽轮机润滑油冷却器等。闭式循 环冷却水系统则是用洁净的凝结 水作为冷却介质，去冷却一些用水量较小、对温度要求不严格但对水质要求较高的设备，如取样冷却器。在闭式系统中，凝结水在各个冷却器中吸热后利用开式循环冷却水进行冷却，然后循环使用。一般，闭式系统的水温比开式循环水的温度高4～5℃。开式和闭式循环水系统的关系可见图4-12。 一、开式循环冷却水系统 1．系统概述 该系统向一些需要冷却水流量高、对水质要求不太高的设备提高冷却水，开式循环冷却水系统的供水取自凝汽器循环水进水管，其主要用户有：闭式水热交换器、凝泵电机冷却器、凝泵电机轴承油冷器、小机冷油器、主机冷油器、电泵工作油及润滑油冷却器、电泵电机空冷器、发电机氢冷器、发电机空侧密封油冷却器、发电机空侧密封油冷却器、真空泵冷却器、磨煤机冷却水、送风机油站、一次风机油站、空气预热器等等设备供冷却用水。回水到循环水出水管道。各冷却设备的台数和具体用水量参见表3-4。 表3-4 开式循环冷却水系统设备用水明细 图4-12 循环冷却水系统示意图
齐齐哈尔大学 化工原理课程设计 题目循环水冷却器的设计 学院化学与化学工程学院 专业班级制药工程 学生姓名夏天 指导教师吕君 成绩 2016年 07月 01日 目录
摘要.......................................................................................错误!未定义书签。Abstract..........................................................................................错误!未定义书签。第1章绪论 (1) 1.1设计题目：循环水冷却器的设计 (1) 1.2设计日任务及操作条件 (1) 1.3厂址：齐齐哈尔地区 (1) 第2章主要物性参数表 (1) 第3章工艺计算 (2) 3.1确定设计方案 (2) 3.2核算总传热系数 (4) 3.3核算压强降 (6) 第4章设备参数的计算 (8) 4.1确定换热器的代号 (8) 4.2计算壳体内径DⅠ (9) 4.3管根数及排列要求 (9) 4.4计算换热器壳体的壁厚 (9) 4.5选择换热器的封头 (11) 4.6选择容器法兰 (11) 4.7选择管法兰和接管 (13) 4.8选择管箱 (14) 4.9折流挡板的设计 (15) 4.10支座选用 (16) 4.11拉杆的选用和设置 (16) 4.12垫片的使用 (18) 总结评述 (20) 参考文献 (21) 主要符号说明 (22)
附表1 (24) 附表2 (25) 致谢 (26)
循环水冷却知识汇总 问：给排水循环水冷却塔是什么？ 答：干式冷却塔干式冷却难的热水在散热翅管内流动，靠与管外空气的温差，形成接触传热而冷却。所以干式冷却塔的特点是：①没有水的蒸发损失，也无风吹和排污损失，所以干式冷却塔适合于缺水地区，如我国的北方地区。因为没有蒸发，所以也没有但空气从冷却塔出口排出所造成的污染。②水的冷却靠接触传热，冷却极限为空气的干球温度效率低，冷却水温高。③需要大量的金属管（铝管或钢管），因此造价为同容量湿式塔的4～6倍。因干式冷却塔有后两点不利因素，所以在有条件的地区，应尽量采用湿塔。干塔可以用自然通风，也可以用机械通风。以火电厂常用的干式冷却塔为例，分为间接冷却和直接冷却两类。间接冷却是指用冷却塔中冷却后的水，送往凝汽器中冷却由汽轮机井出的乏汽。直接冷却是指不用凝汽器，将汽轮机排出的乏汽，用管道引人冷却塔直接冷却，变为凝结水，用水泵送回锅炉重复使用。海勒（Heller）系统间接空冷干式自然通风冷却塔。它的特点是使用喷射式凝汽器，汽轮机排出的乏汽与从冷却塔来的冷水，在凝汽器内直接混合，因此端差很小。混合后的水，约2％送回锅炉，其余的水送到冷却塔冷却。因冷却水和锅炉水为同一种水，所以对水质要求高。另外一个特点是，经冷却塔冷却后的水仍有较大的余压，在送人凝汽器以前，先用小型水轮发电机口收能量。它的散热器放在塔简的外边，类似湿式横流塔。散热器也可以像湿式逆流塔一样放在塔筒里面，但为了排走散热器中的水，散热器不是完全水平布置，而有一定的坡度。另外一种间接空冷塔，使用表面式凝汽器，乏汽和冷却水互不相混。散热器用翅片管或螺纹管，材质为钢或铝。管断面为椭圆形或圆形。直接空冷塔从汽轮机排出的乏汽，通过管道直接送入冷却塔内的散热管，用风机通风冷却成凝结水，不要凝汽器，所以称直接空冷。因为是将蒸汽直接送人散热管，而不像间接空冷送人冷却塔的是热水、因蒸汽体积比水大得多，所以送汽管特别粗，直径约为间接空冷的三倍多。另外，输汽管道不能漏汽，不然就会直接影响汽轮机真空，降低出力。干湿式冷却塔这种塔为湿式塔和干式塔的结合，干部在上、湿部在下。也有的塔四面进风，相对两边为湿部；另外两边为干部。采用这种塔的目的，部分是为了省水，但大多数是为了消除从塔出口排出的饱和空气的凝结，因而造成塔周围的污染。从塔下部湿段排出的湿空气，在同塔周围的冷空气接触后，即变成过饱和的空气而凝结，形成雾，造成污染。塔上部用干段，则由塔下部湿段排出的饱和湿空气，流经干段时，会被加热而变成不饱和的空气，因而出塔后不会凝结。喷流式冷却塔。为美国
循环水冷却器设计 [摘要]：传热过程是化工生产过程中存在的及其普遍的过程，实现这一过程的换热设备种类繁多，是不可缺少的工艺设备之一。由于使用条件不同，换热设备可以有各种各样的型式和结构。其中以管壳式换热器应用更为广泛。现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中仍处于主导地位。 循环水冷却器是换热设备中的一种，是企业生产中的重要设备。它的作用是通过温度相对较低的水来把其他设备所产生的热量带走，从而使设备部分的温度保持在一个生产所需要的水平，使设备正常工作。因此，循环水冷却器的设计对企业的生产是很重要的，它很可能影响企业的经济损失，对其的设计具有很强的实际意义。 本设计是对管壳式换热器中固定管板式换热器的研究。固定管板式换热器属于管壳式换热器的一种，是利用间壁使高温流体和低温流体进行对流传热从而实现物料间的热量传递。在本设计中以GB 150-2011《压力容器》、GB 151-1999《管壳式换热器》等标准和《固定式压力容器安全技术监察规程》为依据，并参考《换热器设计手册》，首先通过方案的论证，确定物料的物性参数，再结合工作条件，选定换热器的形式。根据设计任务，完成对换热面积、总换热系数等工艺参数的确定，同时进行换热面积、壁温和压力降的核算。再根据工艺参数进行机械设计，机械设计主要包括对筒体、管箱、管板、折流板、封头、换热管、鞍座及其它零部件，如拉杆、定距管等的计算和选型等，并进行必要的强度核算，最后运用AutoCAD绘制固定管板式换热器的装配图及零部件图，并编写说明书。 [关键词]：换热器、换热面积、管板、换热管。
第三章闭式循环冷却水系统 第一节闭式冷却水系统投运前的检查与操作 3.1.1 检修工作已结束，所有工作票终结，系统完好、现场整洁。 3.1.2 闭式冷却水泵与电机对轮连接完好，地脚螺栓坚固，联轴器防护罩完整牢固，电机接线良好，接地线连接完好。 3.1.3 热工各种表计齐全完整，并投入运行，确证热工保护投入运行。 3.1.4 闭式冷却水系统电动门送电，气动门控制气源送上，压缩空气压力不低于0.5MPa，各阀门开关正常。 3.1.5 关闭闭式冷却水系统所有放水门，开启闭式冷却水系统所有放空气门，系统各用户阀门根据具体情况投入。 3.1.6 开启膨胀水箱出口门及两台闭式冷却水泵入口门。 3.1.7 检查辅机冷却水系统已投入运行20分钟以上，投入一台闭式冷却水冷却器，另一台闭式冷却水冷却器备用。闭式冷却水冷却器投入时先投开式冷却水侧，再投闭式冷却水侧。 3.1.8 检查除盐水正常，凝结水补水系统已准备好。 3.1.9 开启除盐水向膨胀水箱补水门，闭式冷却水系统开始注水。 3.1.10 闭式冷却水系统各空气门见水后关闭。 3.1.11 膨胀水箱水位补至 1000—1600mm，投入膨胀水箱补水调门自动。 3.1.12 按规定进行闭式冷却水泵联锁试验合格。 3.1.13 闭式冷却水泵电机测绝缘合格后送电。 3.1.14 检查闭式冷却水泵出口电动门关闭。 3.1.15 检查投入部分闭式冷却水用户。 3.1.16 通知化学准备化验闭式冷却水水质。 第二节闭式冷却水系统的报警、联锁与保护 3.2.1 报警条件 1. 闭式膨胀水箱水位≤1000mm, 水位低报警, 联开补水调门； ≥1600mm, 联关补水调门； ≥1800mm，水位高报警。 2. 闭式循环水冷却器出口母管压力≤0.35MPa 报警，延时3s 联启备用泵。 3. 闭式循环水冷却器出口母管温度≥38℃报警。 4. 闭式循环泵电机线圈温度≥110℃报警。 5. 闭式循环泵电机轴承温度≥75℃报警，≥80℃延时3s 跳泵。 6. 闭式循环泵轴承温度≥75℃报警，≥80℃延时3s 跳泵。 7. 闭冷水膨胀水箱液位≤200，延时5s跳泵； 8. 闭式循环冷却水泵运行且出口电动门关，延时5S跳泵； 9. 闭式循环冷却水泵运行且入口电动门关，延时3S跳泵。 3.2.2 闭式冷却水泵允许启的条件： 1. 电机各相线圈温度低于110℃；
立管式风冷却器的设计说明 白酒蒸馏就是把在发酵过程中形成的酒精成分加以浓缩并把它从酒醅中提取出来，使成品酒具有一定的酒度，同时把发酵产生的香味物质挥发浓缩并蒸入 酒中，使成品酒形成独特的风格，通过蒸馏还可以排除有害杂质，保证白酒符合卫生要求。 传统工艺酿酒设备主要有：甑桶、过汽管、冷却器（水冷）、接酒桶。蒸馏工艺分为上甑、接酒、拉尾、出糟等工序。 一、风冷却器的应用： 冷却器是白酒出酒的最后一道工序，不仅要讲究冷却效果，同时还要讲究出酒的产量、质量，传统冷却方法都是采用水冷却，一是由于水资源的日益匮乏，同时随着人们对环境保护的日益重视，对排放的要求越来越高，这样水冷却的运行费用会越来越高，产品成本也越来越高。二是如果采用循环水，则冷却后水温逐步提高，水冷却的效果越来越低，产量得不到保证，同时维护成本也较高，这样势必会逐渐淘汰水冷却。为适应市场需要，我公司发明了卧式风冷却器，由于卧式风冷却器的冷却效果比水冷好，不仅产酒量高，而且节能减排，所以在苏酒系列厂家中广泛使用，并取得了较好的业绩。 二、立管式风冷却器的设计理念： 我公司为了将风冷却器向更多白酒厂家推广，在2012年9月与贵州茅台酒股份有限公司进行了初步接触，并做了技术上的交流，通过了解，茅台酒的口味、质量的要求与苏酒有很大的不同，茅台酒为酱香型，出酒温度相对较高（达35℃左右），并且出酒层次要求也比较高，这样卧式风冷却器就难以适应贵公司的生产要求。在茅台公司领导、技术人员的大力支持、帮助下，我公司技术人员通过反复调研认证，抛弃了原先的卧式结构形式，发明了新颖的立管式风冷却器，这一新的设计思路突破了设计上的瓶颈，解决了蒸馏时白酒的留酒、层次不清（酒头、酒干、酒梢相互干扰）、质量不高、一级酒出酒少等问题。我公司于2012年10月初立即组织生产了2台样机给茅台公司试用，通过一段时间的试用，立管式风冷却器不仅产酒量大大提高，同时由于出酒层次分明，一级酒的产量得到了有效保证，这样立管式风冷却器的适用范围将更加广阔，市场前景也更加光明。 三、立管式风冷却器的结构及特点： 风冷冷却器由进风室、出风室、消声器、换热管（带翅片）、风机（变频电机）、外框架、预热系统、控制系统等组成。具体结构及特点如下： 1、立管式风冷器是我公司从原卧式风冷冷却器基础上进一步的改造延伸。它具有保持酒的传统风味；对出酒口的温度实现可控（适用范围广）；酒在酿造过程的层次清晰，无一点酒液残留 2、由于使用立管式，所以管中酒液残留少，便于使用后的清洗维护。 3、使用风冷冷却器后大大提高冷却效率，可以使生产所需的时间降低一倍以上。 4、选用多叶片，低噪音风机，使风机的噪音降低到60 dB（A） 5、采用丹佛斯变频器，使风机的风量可调可控，以适应不同季节不同环境温度下的使用要求。
化工原理课程设计 ————循环水冷却器设计 学院：化工学院 专业班级：高分子061班 姓名：李猛 学号： 2006016050 指导教师：徐功娣 时间：2009年6月25-30日 目录 1 设计任务书1 2 设计摘要2 3 主要物性参数表4 4 工艺计算5 4.1 确定设计方案5 4.1.1 选择换热器的类型5 4.1.2 计算热负荷和冷却水流量5 4.1.3 计算两流体的平均温差，确定管程数6 4.1.4 工艺结构尺寸6 4.2 核算总传热系数8 4.2.1 管程对流传热系数Ai8 4.2.2 壳程流体传热系数9
4.2.3 计算总传热系数K010 4.3 核算压强降12 4.3.1 管程压强降12 4.3.2 壳程压强降校核13 5 设备参数的计算16 5.1 确定换热器的代号16 5.1.1 换热器的代号16 5.1.2 确定方法16 5.2 计算壳体内径16 5.3 管根数及排列要求16 5.4 计算换热器壳体壁厚17 5.4.1 选适宜的壳体材料17 5.4.2 该钢板的主要工艺参数性能17 5.4.3 壁厚的计算17 5.5 选择换热器的封头19 5.6 选择容器法兰20 5.6.1 选择法兰的型式20 5.6.2 确定法兰相关尺寸20 5.6.3 选用法兰并确定其标记21 5.7 选择管法兰和接管22 5.7.1 热流体进出口接管22
5.7.2 冷流体进出口接管22 5.7.3 选择管法兰23 5.8 选择管箱23 5.9 折流档板的设计24 5.10 支座的选用24 5.11 拉杆的选用和设置25 5.11.1 拉杆的选用25 5.11.2 拉杆的设置26 5.12 确定管板尺寸26 5.13 垫片的选用27 5.13.1 设备法兰用垫片27 5.13.2 管法兰用垫片28 6 数据汇总29 7 总结评述30 8 参考文献32 9 主要符号说明33 10 附表35
沙钢焦化四期工程化产及油库土建、设备安装工程焦炉循环水管道冲洗、预膜施工方案 主管： 审核： 编制： 二十三集团第二工程公司沙钢项目部 二00九年三月二十三日 目录 一、工程简介…………………………………… 二、冲洗、预膜范围…………………………… 三、人员组织…………………………………… 四、冲洗方案…………………………………… 五、预膜方案……………………………………
六、施工用机具………………………………… 七、施工用料…………………………………… 八、安质及文明措施…………………………… 一、工程简介 沙钢集团焦化四期7#、8#焦炉工程焦炉循环水系统包括煤气净化循环水、制冷循环水、低温水循环水三个部分。煤气净化循环水泵6台，循环总水量9048m3/h,过滤器6台，过滤循环水量823 m3/h，供应冷凝鼓风工段初冷器上段、鼓风机油站冷却器、液力耦合器油冷却器、硫胺工段氨分缩器、氨冷凝冷却器、蒸氨废水冷却器、脱硫工段氨水冷却器、清液冷却器、终冷洗苯工段下段循环喷洒液冷却器、粗苯蒸馏工段贫油冷却器一段、炼焦车间空调机冷却水、煤塔空调用水循环冷却水；制冷循环水泵3台，循环总水量3350m3/h,过滤器3台，过滤循环水量305 m3/h，供应溴化锂制冷机循环冷却水；低温水循环水泵3台，循环水量1770 m3/h，供应冷凝鼓风工段初冷器下段、硫胺工段硫胺部分、脱硫工段预冷塔循环水冷却器、终冷洗苯工段上段循环喷洒液冷却器、粗苯蒸馏工段贫油二段冷却器、粗苯冷凝冷却器循环冷却水。换热器与循环水管道材质主要是碳钢，部分管道是不锈钢。 二、冲洗、预膜范围 本次冲洗、预膜包括化产区域各工段内煤气净化循环水系统、
你知道拼装式板式换热器在辐射供冷暖中的应用吗？ 辐射供冷暖空调系统在欧洲和北美已有多年的使用和发展历史，与传统对流式空调系统不同的是，辐射供冷暖空调系统中，辐射换热量占总热交换量的50%以上，属于低温辐射传热为主的空调系统，其工作原理是夏季向辐射末端内输入18℃左右的冷水，形成冷辐射面;冬季则向辐射末端提供45℃左右的热水，形成热辐射面，依靠辐射面与人体、家具以及围护结构其余表面的辐射热交换进行降温(供暖)。若冷热源提供的冷热水温度过低或过高，不能满足辐射末端温度要求时，通常采用板式换热器或其他方法(如混水等)使冷(热)媒水温度达到系统设计要求。 在辐射供冷中的应用 辐射供冷时，辐射末端内冷水温度不宜过低，否则在辐射表面处易产生凝结水，造成结露现象．通常，采用控制辐射末端冷水进水温度的方法，使辐射板表面温度高于空气露点温度1～2℃，以防止结露．辐射供冷系统使用的冷水温度(16～18℃)通常高于常规空调系统(7℃)，较高的冷水温度为蒸发冷却等天然冷源的使用提供了选择［6-8］，但也使得常规的冷水机组产生的冷冻水(供回水温度为7/12℃)不能直接满足辐射供冷系统对对冷水温度的要求，通常可采用混水的方法得到辐射供冷所需的高温冷水，但为了防止冷水直接通入显热换热末端(特别是毛细管)后在换热器内表面产生水垢而堵塞，也可采用高效板式换热器将冷水机组产生的冷水进行逆流换热后再送入显热末端．辐射供冷时显热末端常用的进口水温为16～18℃，回水温度一般为21～23℃。 在辐射供暖中的应用 板式换热器在低温辐射供热中的应用分为水-水换热工况和汽-水换热工况2种．当采用蒸汽为热源时，蒸汽须采用低压饱和蒸汽，工程中常用的压力为:表压0.3MPa或者表压0.4MPa，此时的蒸汽温度分别为144℃和152℃．当采用热水为热源时，所采用的热水供回水温度一般为95/70℃．辐射供暖时，供给辐射末端的热水温度也不宜过高，一般不超过60℃，其主要原因是: 1、由于辐射面积较大，水温无需太高即可达到室温设计要求; 2、人体舒适要求地面温度不能过高; 3、较高水温下，辐射供暖常用的塑料管材寿命大大降低．根据建筑保温及居住者的不同要求，地面温度通常控制在24～30℃范围内，温度过高影响舒适性，造成不必要的浪费;温度过低则达不到采暖要求．
化工原理课程设计 设计题目: 循环水冷却器设计 设计时间：2013.6.23-2013.7.1 设计班级：食安班 设计者： 学号： 2010 指导教师： 设计成绩：
目录 1 设计任务书 (3) 2 设计摘要 (4) 3 主要物性参数表 (5) 3.1循环水 (5) 3.2冷却水 (5) 4 估算传热面积 (5) 4.1 换热器的热负荷 (5) 4.2 平均传热温差 (5) 4.3 冷却水用量 (6) 4.4 传热面积 (6) 5 工程结构尺寸 (6) 5.1 管径和管程流速 (4) 5.3 平均传热温差校正及壳程数 (5) 5.4传热管排列和分程方法 (5) 5.5 壳体内径 (5) 5.6 折流板 (6) 5.7 附件 (8) 5.8 接管 (8) 6 换热器的核算 (9) 6.1传热能力核算 (9) 6.1.1管城传热膜系数 (9) 6.1.2污垢热阻和管壁热阻 (9) 6.1.3壳程对流传热膜系数 (10) 6.1.4总传热系数K (10) 6.1.5传热面积 (11) 6.2换热器内流动的流动阻力 (11) 6.2.1管程流动阻力 (11) 6.2.2壳程阻力 (12) 7换热器主要结构尺寸和计算结果表 (12) 8 设备参数计算 (14) 8.1壳体壁厚 (14) 8.2接管法兰 (14) 8.3设备法兰 (14) 8.4封头管箱 (14) 8.5设备法兰垫片 (14) 8.6管法兰用垫片 (14) 8.7管板 (15) 8.8支垫 (15) 8.9设备参数总表 (15) 9 学习心得 (16)
10参考文献 (17) 11重要符号说明 (18)
目录 设计目录 (1) 一设计任务书 (3) 二物性参数的确定 (4) 三设计方案的确定 (4) 1选择换热器的类型 (4) 2流程安排 (5) 四估算传热面积 (5) 1换热器的热负荷 (5) 2平均传热温差 (6) 3传热面积 (6) 五工程结构尺寸 (7) 1管径和管内的流速 (7) 2管程数和传热管数 (7) 3平均传热温差校正及壳程数 (7) 4传热管排列和分程方法 (8) 5管体内径 (8) 6折流板 (8) 7其它附件 (9) 8接管 (9) 六换热器的核算 (9) 1传热能力的核算 (9)
①管程传热膜系数 (9) ②污垢热住和关闭热阻 (10) ③壳程对流传热膜系数α (10) ④总传热系数K (11) ⑤传热面积裕度 (11) 2换热器内流体的流动阻力 (12) 校核①管程流体的阻力 ②壳程流体的阻力 七换热器的主要工艺结构尺寸和计算结果表 (13) 八设备参数的计算 (14) 1壳体壁厚 (14) 2接管法兰 (15) 3设备法兰 (15) 4封头管箱 (15) 5设备法兰用垫片 (15) 6管法兰用垫片 (16) 7管板 (16) 8支垫 (16) 9设备参数总表 (16) 九参考文献 (17) 十学习体会与收获 (18) 十一重要符号说明 (20)
一. 设计任务书 化工原理课程设计任务书 专业过程装备与控制工程 班级 姓名设计题目循环水冷却器设计 设计条件1设备处理量74T/h 2循环水入口温度55 摄氏度出口温度40摄氏度 3冷却水入口温度20 摄氏度出口温度40摄氏度 4常压冷却热损失5% 5两侧污垢的热阻0.00017(m2℃)/W 6初设k= 900W/(m℃) 设计要求 1设计满足以上条件的换热器并写出设计说明 2根据所选换热器患处设备装配图 指导教师 二计算物性参数 1、定性温度下两流体的物性参数
沙钢焦化四期工程化产及油库土建、设备安装 工程 焦炉循环水管道冲洗、预膜施工方案 主管： 审核： 编制： 二十三集团第二工程公司沙钢项目部 二00 九年三月二十三日 目录 一、工程简介??????????? 二、冲洗、预膜范围???????? 三、人员组织??????????? 四、冲洗方案????????????
五、预膜方案????????????
六、施工用机具????????????? 七、施工用料?????????????? 八、安质及文明措施??????????? 一、工程简介 沙钢集团焦化四期7#、8#焦炉工程焦炉循环水系统包括煤气净化循环水、制冷循环水、低温水循环水三个部分。煤气净化循环水泵6 台，循环总水量9048m 3/h, 过滤器6 台，过滤循环水量823 m3/h ，供应冷凝鼓风工段初冷器上段、鼓风机油站冷却器、液力耦合器油冷却器、硫胺工段氨分缩器、氨冷凝冷却器、蒸氨废水冷却器、脱硫工段氨水冷却器、清液冷却器、终冷洗苯工段下段循环喷洒液冷却器、粗苯蒸馏工段贫油冷却器一段、炼焦车间空调机冷却水、煤塔空调用水循环冷却水；制冷循环水泵3 台，循环总水量3350m 3/h, 过滤器3 台，过滤循环水量305 m3/h ，供应溴化锂制冷机循环冷却水；低温水循环水泵3 台，循环水量1770 m 3/h ，供应冷凝鼓风工段初冷器下段、硫胺工段硫胺部分、脱硫工段预冷塔循环水冷却器、终冷洗苯工段上段循环喷洒液冷却器、粗苯蒸馏工段贫油二段冷却器、粗苯冷凝冷却器循环冷却水。换热器与循环水管道材质主要是碳钢，部分管道是不锈钢。二、冲洗、预膜范围 本次冲洗、预膜包括化产区域各工段内煤气净化循环水系统、
工业萘酚油冷却器换热效果测算 一、工艺现状 工业萘原料泵将脱酚萘油抽出，经过原料第一预热器、第二预热器换热升温后进入初馏塔，从塔顶分离出酚油，酚油通过第一预热器与原料换热后，再经过酚油冷却器降温，进入初馏塔回流槽。塔底用支管采出的萘油进入精馏塔中。精馏塔塔顶分离出工业萘，通过蒸汽发生器自产蒸汽，再由温水冷却降温后送往萘结片工段进行包装销售。精馏塔底分离出甲基萘油，甲基萘油经过第二预热器与原料换热后，送往甲基萘油槽区。 近期，由于初馏塔回流液温度经常超过设计指标，严重影响了初馏塔中的气液传质过程，且不利于通过回流液控制塔顶的温度，造成生产系统各项指标波动较大。通过分析判断，可能是酚油冷却器冷却后的温度不达标，从而使进入初回流槽的酚油温度过高造成的。 二、指标现状 通过现场实际测量发现，在酚油冷凝冷却的过程中，酚油温度由176℃降至112℃，其流量约为10m3/h，冷却介质采用30℃的循环水。 （1）、基本物性数据的查取： a、酚油的定性温度=（176＋112）/ 2=144℃ 查得酚油在定性温度下的物理数据： ρh=961kg/m3，C p,h=2.348kJ/(kg·℃) b、冷却水的定性温度=（30+40）/ 2=35℃ 查得水在定性温度下的物理数据：
ρc=994.1kg/m3，C p,c=4.174kJ/(kg·℃) （2）、热负荷的计算 Q T=q m·h×C P·h×（T1-T2） =961×10×2.348×103×(176-112)/3600 =4.01×105W 所以，可以推算出冷却水的消耗量为： q m·c=Q T/[C P·c×（t2-t1）]=4.01×105/[4.17×103×(40-30)] =9.61kg/s =34596kg/h q L·c=34596/994.1=34.8m3/h （3）、计算平均温差 酚油176→112 冷却水40←30 △t 136 82 △t`m=(△t2-△t1)/ In(△t2/△t1) = 106.72℃ 计算R=(T1-T2)/( t2- t1) = 6.4 P=( t2- t1)/( T1- t1)=0.0685 由R 、P值，查化工原理（上）图5-11（a）得温差校正系数Ф△t = 0.97 所以△t m =Ф△t×△t`m = 0.97×106.72=103.52℃ （4）、选K值，估算传热面积 参照化工原理（上）附录，取K=48W/(㎡·℃)
化工原理循环水冷却器设计课程设计任务 书 传热过程是化工生产过程中存在的极其普遍的过程，实现这一过程的换热设备却种类繁多，形式多样。 按换热设备的传热方式划分主要有直接接触式、蓄热式和间壁式三类。虽然直接接触式和蓄热式换热设备具有结构简单，制造容易等特点，但由于在换热过程中，有高温流体和低温流体相互混合或部分混合，使在应用上受到限制。因此工业上所有的换热设备工业上所有的换热设备以间壁式换热器居多。管式换热器的类型也是多种多样的，从其结够上大致可分为管式换热器和板式换热器。管式换热器主要包括蛇管、套管和列管式换热器；板式换热器主要包括板式、螺旋板式、板壳式换热器。不同类型的换热器各有自己的优点和使用条件。 1、固定管板式 固定管板式换热器是用焊接的方式将连接管束的管板固定在壳体两端。主要特点是制造方便，紧凑，造价较低。但由于管板和壳体间的结构原因，使得管外侧不能进行机械清洗。另外当管壁温与壳体壁温之差较大时，会产生较大的温差应力。严重时会毁坏换热器。
由此可知，固定管板式换热器使用与壳程流体清洁，不易结垢。或者管外侧污垢能用化学处理方法去掉的场合，同时要求壳体壁温与管子壁温之差不能太大，一般情况下，该温差不得大于50℃。若超过此值，应加温度补偿装置。通常是在壳体上加一膨胀节。 2、浮头式换热器 浮头式换热器是用法兰把管束一端的管板固定到壳体上，另一端管板可以在壳体自由伸缩，并子这端管板上加一顶盖成为“浮头”。 这类换热器的主要特点是管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管。管束可以在壳体自由伸缩，不会产生温差应力。但这种换热器结构较为复杂，造价高，制造安装要求高。 由以上特点可以看出浮头式换热器的应用围很广，能在较高的压力下工作，使用于壳体壁温与管壁温之差较大，或壳程流体易结垢的场合。 3、U型管式换热器 这类换热器的管束是由弯曲成U型的传热管组成。其特点是，管束可以自由伸缩，不会产生温差应力，结构简单，造价比浮头式低，管外容易清洗。但管板上排列的管子较少，另外由于管束中心一带存在间隙，且各排管子回弯曲率不同，长度不同，故物料分布不够均匀，影响传热效果。 U型管式换热器适用于壳程流体易结垢，或是壳体壁温与管壁温之差较大的场合，但要求管程流体应较为清洁，不易结垢。
长沙学院课程设计说明书 题目柴油冷却器设计 系(部) 生物工程与环境科学系专业(班级) 11级生物营养1班姓名欧阳东晓 学号2011032136 指导教师罗卓 起止日期2013.5.20——2013.5.31
系主任__张建社________ 指导教师_____罗卓_______ 学生__欧阳东晓_____ 编号：1.03 一、设计题目名称：年处理85000吨柴油油冷却器的设计 二、设计条件： 1．柴油：入口温度：145℃，出口温度：45℃； 2．冷却介质，循环水（P为0.3MPa，进口温度20℃，出口温度36℃） 3．允许压强降，不超过105Pa； 4．每年按330天计；每天24 h连续运转。 5．处理能力85000吨/年； 6．设备型式：列管式换热器。 7．柴油定性温度下的物性数据见表1.1: 表1.1柴油定性温度下的物性数据 物料比热kJ/kg.℃密度kg/m3导热系数W/m.℃粘度Pa.s 柴油 2.56 860 0.14 0.000885 水 4.3 994 0.626 0.000640 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（A2）及冷却器的工艺条件图（A2）； 6．编写设计说明书。 四、厂址:长沙地区（大气压为10.28m水柱） 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。
二周：2013.5.20——2013.5.31
课程设计 学院：蚌埠学院 班级：11级食品科学与工程3班 姓名：xxxxx 学号：51106023027 指导老师：xxxxxx 2013年6月
设计任务书 一、设计题目 热水冷却器的设计 二、设计参数 （1）处理能力 6.2×104t/a热水。 （2）设计形式锯齿形板式换热器 （3）操作条件 ①热水：入口温度85℃,出口温度60℃。 ②冷却介质：循环水，入口温度32℃,出口温度40℃。 ③允许压降：不大于105pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运行。 ⑤建厂地址：湖南地区。 三、设计内容及要求 （1）计算热负荷 （2）计算平均温度差 （3）初估换热面积及初选板型 （4）核算总传热系数K （5）计算传热面积S （6）压降计算 （7）板式换热器滚个选型 （8）附属设备的选型 （9）换热工艺流程图（手绘A2），主体设备工艺条件图（手绘A1）。
目录 1概述 (3) 1.1板式换热器的简介 (3) 1.2设计方案简介 (7) 1.3确定设计方案 (10) 1.3.1工艺流程 (10) 1.3.2换热器选型 (11) 1.4符号说明 (11) 2主要设备工艺计算 (12) 2.1计算定性温度 (12) 2.2计算热负荷 (12) 2.3计算平均温差 (12) 2.4初估换热面积S及板型 (12) 2.5核算总传热系数K (13) 2.5.1计算热水侧的对流给热系数 (13) 2.5.2计算冷水侧的对流给热系数 (14) 2.5.3金属板热阻 (14) 2.5.4污垢热阻 (14) 2.5.5总传热系数 (15) 2.6估算传热面积S (15) 2.7计算压力降ΔP (15) 3换热器主要技术参数和计算和结果 (16) 设计评述 (19) 参考文献 (20) 附录 (21) 附录1 (21)
2MW空水冷双馈风力发电机的空水冷却器设计说明书
一、设计要求 本设计适于环境温度40°C，海拔2200 m环境。换热量为39kW，冷却液为55%乙二醇与45%纯水的混合溶液，流量为9m3/h，冷却液进水温度48°C，出水温度52.4°C，冷却液压降0.05MPa；空气流量1.56m3/s，冷却器进风温度74.5°C，出风温度53°C，空气允许压降135Pa。 设计选用的换热管外径8.8mm，内径7.5mm的冷却器结构设计。 主要部件材料为 序号部件材料 1 冷却水管BFe10-1-1（镍白铜） 2 散热片T2（紫铜带） 3 密封材料三元乙丙橡胶 二、冷却器主要结构参数 表1结构参数表 序号名称符号单位公式数据 1 冷却器长度L mm 查图1400 2 冷却器宽度W mm 查图375 3 冷却器高度H mm 查图664.5 4 冷却器冷却部分长度L′mm 查图1230 5 进水水箱长度L1mm 查图268 6 进水水箱宽度W1mm 查图263
7 散热片总长度l mm 查图545.4 8 散热片总宽度w mm 查图264 9 散热片厚度δ1mm 查图0.15 10 两散热片间距t p mm 查图 2.15 11 散热片总数N —已知550 12 冷却管长度l g mm 查图1194 13 冷却管外径D out mm 查图8.8 14 冷却管内径D in mm 查图7.5 δ 15 冷却管壁厚δmm 0.5 =(D out-D in)/2 16 冷却管总数n z—查图192 17 每排冷却管总数n g—查图12 垂直流向的管排 18 s1mm 查图22 中心距 迎流方向的管排 19 s2mm 查图30.3 中心距 20 冷却管进水法兰内径Φ1mm 查图38 21 冷却管出水弯管内径Φ2mm 查图38 三、满足设计要求所需要的散热器传热系数 表2海拔2200 m环境所需要散热器传热系数计算表序号名称符号单位公式数据
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09级生物工程（2）班 学生姓名 学号 指导教师孙兰萍 二O一一年十二月二十日
1 设计任务书 1.1 设计题目 煤油冷却器的设计 1.2 设计任务及操作条件 （1）处理能力: M ?104 t/Y 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140℃，出口温度40℃。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃。 ③允许压降：不大于105 Pa 。 ④煤油定性温度下的物性数据： 3/825m kg C =ρ； s Pa C ??=-41015.7μ； pC c ＝2.22kJ/(kg.℃)； C λ＝0.14 W/(m.℃) ⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。 （4）建厂地址 天津地区 1.3 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。 1.4 工作计划 1、领取设计任务书，查阅相关资料（1天）； 2、确定设计方案，进行相关的设计计算（2天）；
3、校核验算，获取最终的设计结果（1天）； 4、编写课程设计说明书（论文），绘制草图等（1天）。 1.5 设计成果要求 1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及打印稿1份，并附简单的设备草图。 2、课程设计结束时，将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师： （1）封面（具体格式见附件1） （2）目录 （3）课程设计任务书 （4）课程设计说明书（论文）（具体格式见附件2） （5）参考文献 （6）课程设计图纸（程序） 1.6 几点说明 1、本设计任务适用班级：09生物工程（本）2班（其中：学号1-15号，M=15；学号16-30号，M=25；学号31-46号，M=40）； 2、课程设计说明书（论文）格式也可参阅《蚌埠学院本科生毕业设计（论文）成果撰写规范》中的相关内容。 指导教师：教研室主任：系主任：
【应用范围】 变压器油水冷却器是一种新型地应用相当广泛地热交换设备，它具有换热效率高、阻力损失小、性能稳定可靠、结构紧凑等一系列优点.冷却水在换热循环过程中，水中地盐分和污垢会沉积，形成水垢和沉积物.还会腐蚀设备金属形成腐蚀物垢类.水垢在冷却系统内形成将会缩小流道截面积，增加水循环阻力；降低热交换率，水垢地热传导率极低.阻碍正常地热交换.随着水垢层地不断加厚，将造成因设备严重地冷却不良而带来一连串地恶果，缩短了设备地寿命.水垢不但影响系统地冷却效果，同时还给冷却管路系统造成腐蚀,导致冷却管路穿孔泄漏.因此，须进行清洗除垢.变压器油水冷却器除垢剂是根据循环水系统结垢地类型和特点而开发地专用产品，能迅速清除水垢、灰尘、胶状物质和微生物粘泥等污垢，清洗速度快，对构成系统各材质均安全.文档来自于网络搜索 【性能特点】 变压器油水冷却器除垢剂快速溶解水垢、灰尘、胶状物质和微生物粘泥等污垢，不会产生垢块剥落堵塞管路现象.高效可靠地保护设备金属，对钢、铜、不锈钢、铝、镀锌层等及橡胶均安全.清洗后迅速恢复系统工作性能，显著提高换热效率，大幅度降低耗电量和运行成本.本品无毒无害，清洗操作安全方便，不影响环境和操作人员健康.文档来自于网络搜索 【产品特性】 变压器油水冷却器除垢剂为白色粉末状固体颗粒，由安全有机酸类、渗透剂、缓蚀剂、分散剂、粘泥剥离剂等复配而成.虽然呈酸性，但对材料安全.除垢、除锈效果好.使用安全，操作方便.本清洗剂用于变压器油水冷却器清洗时，其用药量可按冷却器地热交换器地面积，水垢地厚度，可用下列公用药量地计算：式计算：文档来自于网络搜索 ***式中地用药量（吨）热交换器受热面积（平方米） 水垢厚度（毫米）碳酸钙密度 也可按水溶液重量地地比例，将药剂加入水温为℃地配药箱溶解后，进行自循环清洗. 用量：按照系统水容积计算，使用量为～，即～. 【使用方法】 变压器油水冷却器冷却循环系统：系统注满清水，开启循环泵，使水系统处在运行状态.将清洗剂投入℃配药箱，搅拌溶解，注入循环系统（注意保持排气阀门地畅通）.正常循环清洗小时后置换清洗液，以钝化剂进行防腐处理.排净废液，清水冲洗遍即可. 如正常运行不能停机排液，可采用边注入清水边排污地方式将系统废液置换排出.如果单独清洗变压器油水冷却器，把药剂溶解后，外联循环泵将冷却器连接成一个循环回路（低进高出），将药剂注入冷却器循环冲洗小时.然后清水冲洗遍即可.文档来自于网络搜索 【包装规格】公斤／袋，有效期二年. 北京和润海澜环保科技有限公司 [质量标准] [生产企业] 北京和润海澜环保科技有限公司 [生产地址] 北京市昌平区催村镇工业区