凝汽器
科技名词定义
中文名称：
凝汽器
英文名称：
condenser
其他名称：
冷凝器
定义：
使汽轮机排汽冷却凝结成水，并在其中形成真空的热交换器。
所属学科：
电力(一级学科) ；汽轮机、燃气轮机(二级学科)
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简介
技术特点
简介
将蒸汽冷凝成液体的一种换热器，又称冷凝器。凝汽器主要用于汽轮机和化工生产流程中。凝汽器用于汽轮机时，除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立一个远低于大气压的真空，从而大大提高汽轮机的输出功率和热经济性。
使用过久的凝汽器管路里会形成结垢，大大影响换热效率，造成很大的能源浪费，这是需要清洗管路，目前最方便实用的清洗方法，是凝汽器刮片清洗技术，积水混合为动力，推动一颗刮片弹头，旋转通过管路，完成清洗过程；
技术特点
凝汽器刮片清洗技术特点：
1、快速：两个人同时进行清洗操作，每小时可清洗1000根凝汽器管子。清洗时，可以分甲、乙侧轮流清洗，无须停机，大大缩短凝汽器检修时间。特别适合火电厂夏季凝汽器真空不良时，半侧带负荷不停机抢修清洗（凝汽器有人孔门可免拆端盖清洗）。
2、安全：特殊聚乙烯材质－安全、不损伤管路和管板胀口。特别适用于发电厂凝汽器薄壁铜管、钛管的清洗。
3、高效：一般而言，清洗弹头一次通过管道即完成清洗，对于污垢量较大的管道或首次清洗，可再重复清洗一次，对于个别被泥沙堵死，已经看不到对面灯光的管子，在放入子弹清洗前，先打一次空枪。通过一次清洗，效果明显。多次清洗，端差明显降低，极大提高机组效率。
4、易检验：清洗子弹将凝汽器管路污垢彻底带出管路，清洗效果显著，检验清洗效果更是一目了然。
5、成本低：清洗价格只有高压水射流清洗价格的1/2。
空气冷却器
空气冷却器是用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器可用于冷却或冷凝,广泛应用于:炼油、石油化工塔顶蒸气的冷凝；回流油、塔底油的冷却；各种反应生成物的冷却；循环气体的冷却和电站汽轮机排气的冷凝。工作压力可达69兆帕。但耗电量、噪声和占地面积均大，冷却效果受气候变化影响较大。
空气冷却器-空气冷却器
空气冷却器-正文
简称空冷器,以空气作为冷却剂的间壁式换热器,可用作冷却器，也可用作冷凝器。空冷器主要由管束、支架和风机组成。热流体在管内流动，空气在管束外吹过。由于换热所需的通风量很大，而风压不高，故多采用轴流式通风机（见流体输送机械）。
管束的型式和材质对空冷器的性能影响很大。由于空气侧的传热分系数很小，故常在管外加翅片，以增加传热面积和流体湍动，减小热阻。空冷器大都采用径向翅片。目前，空冷器中通常采用外径为25mm的光管，翅片高为12.5mm的低翅管和翅片高为16mm的高翅管。翅片一般用热导率高的材料（最常用的是铝）制成，缠绕或镶嵌到光管上。为强化空冷器的传热效果，可在进口空气中喷水增湿。这样既降低了空气温度，又增大了传热系数。采用空冷器可节省大量工业用水，减少环境污染，降低基建费用。特别在缺水地区，以空冷代替水冷，可以缓和水源不足的矛盾。（见彩图）
结构
空气冷却器主要由管束、通风机和构架 3部分组成（管束包括传热管、管箱、侧梁和横梁等。它可按卧式、立式和斜顶式（人字式）3种基本形式布置。其中,卧式布置传热面积大,空气分布均匀，传热效果好；斜顶布置时,通风机安装在人字中央空间,占地面积小，结构紧凑。为抵消空气侧的给热系数较低的影响，通常采用光管外壁装翅片的管子。翅片管作为传热管,可以扩大传热面积。翅片管分层排列,其两端用焊接或胀接方法连接在管箱上。排管一般为3～8排。管束系列尺寸最长达12米。光管外径常为25毫米和38毫米,翅片高度一般取12～15毫米,管束宽为100～3000毫米。翅片管是空气冷却器的核心元件，其形式和材料直接影响设备性能。管子可用碳钢、铜、铝和不锈钢等制成；翅片材料根据使用环境和制造工艺来确定，大多用工业纯铝，在防腐蚀要求很高或在制造工艺条件特殊的情况下也采用铜或不锈钢。翅片可按横向或纵向排列。翅片管的基本形式有：绕片式、镶片式、轧片式、套片式、焊片式、椭圆管式、紊流式（包括轮辐式、开槽形和波纹形等）。管箱的结构主要有法兰式、管堵式和集合管式。一般前者用于中低压，后两者用于高压。为适应管束的热膨胀，一端管箱不固定，容许沿管长方向位移。通风机通常采用轴流通风机。
通风方式通风有鼓风和引风两种方式。①鼓风式：空气先流经通风机后流入管束。②引风式：空气先流经管束后流入通风机。前者操作费用较经济，产生的湍流对传热有利，使用较多。后者气流分布均匀，有利于温度精确控制，噪声小，是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制，即调节叶片的倾角、通风机转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体，可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。
发展采用空气冷却器可节省大量工业用水，减少污染，保护环境，降低基建费用。为扩大空气冷却器的使用范围,20世纪60年代出现了增湿式空气冷却器,即在管束前增加喷水装置，利用少量雾化水在翅片表面的蒸发作用显著地强化传热，其传热效能较干式提高2～4倍。增湿式空气冷却器已在炼油厂得到广泛应用。干式空冷管束和湿式空冷管束亦可组成联合型空气冷却器。研制低接触热阻和高传热效能的翅片管、低电耗、低噪声的通风机是空气冷却器发展的关键。
空气冷却器
空气冷却器-配图
空气冷却器
冷油器
科技名词定义
中文名称：
英文名称：
oil cooler
定义：
降低润滑油和抗燃油温度的表面式热交换器。
所属学科：
电力(一级学科) ；汽轮机、燃气轮机(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
一:概述
LY型冷油器是电力系统中汽轮机配套使用的透平油冷却设备，该型冷油器为光管表面式，采用循环水作为介质实现热交换，从而保证轴承入口油温达到规定值，确保机组正常运行。(连云港博大机械设备制造)
二:结构形式
LY型冷油器主要部件有上下水室，壳体管系及充油管路构成，壳体上接有进出水管，进出油管，排水管，排油管，排气管及温度表座。
冷却水流程一般为双流程，冷油器一般为立式安装形式，也可卧式安装（选卧式冷油器）。
三:主要特点为
１、采用紫铜管为换热元件，传热系数高，单位长度热面积大，传热量高。
２、结构合理,能在较大温度变化范围内保持出油温度稳定，对温度突变及震动有良好抗力。
３、装配结构可靠，确保冷却水不会进入汽轮机组。
４、翅片光滑无毛刺，无皱折，不易结尘、结垢，流体阻力低。
四:选购
选购冷油器应告知冷却面积,冷却形式分LY型光管式(常用)和LYC型翅片式,换热冷却管一般选紫铜,也可根据用户需要选不锈钢或黄铜作为换热元件。
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用途
优点
滤水器结构
用途
反冲式工业滤水器[1]安装在电站、化工、印染、造纸等各种行业的供用水管道上，主要适用于Dg500mm以下的管道，从而可代替二次滤网，节约开支，并具有如下优点；
1:外型尺寸小，便于现场的布置和安装。
2:网板材质及结构最大限度提高水流的过流面积，有效减少滤网水阻，保证运行可靠不发生卡、堵、塞现象,大大延长了滤网。
3: 滤网采用3-6mm不锈钢板整体冲压成形，网芯应能承受150 kPa的差压，而不变形、不损坏。具有工作寿命长、耐腐蚀、不生锈、表面光洁、不结垢的特性。
4:通过差压控制器，定时自动启动减速机可进行正反转冲洗，具有清污效果强、排污耗水量少。
5:滤水器进、出水口结构为上下分体式，不仅避免水压直接冲击滤网,也改变了传统滤网过滤时因杂物远离排污口,排污时需对几个过滤室逐一清洗,往往会造成卡堵现象。
6:电动装置速度慢，运行平稳，可进行正、反转通过差压控制器，定时自动启动减速机可进行正反转冲洗，具有清污效果强、排污耗水量少.
优点
1:外型尺小，便于现场的布置和安装。
2:网板材质及结构最大限度提高水流的过流面积，有效减少滤网水阻，保证运行可靠不发生卡、堵、塞现象,大大延长了滤网。
3: 滤网采用3-6mm不锈钢板整体冲压成形，网芯应能承受150 kPa的差压，而不变形、不损4:通过差压控制器，定时自动启动减速机可进行正反转冲洗，具有清污效果强、排污耗水量少。
滤水器结构
滤水器分手动滤水器和电动滤水器结构由：转动轴系、进出水口、支架壳体、网芯系、电动减速机、排污口、电器柜等组成。
工作原理
手动工作过程:滤水器接入
滤水器
管道系统后，水由下部进水口进入滤水器，过滤杂物后的水从出水口流出，当水中杂质通过网芯时，由于体积大于网芯孔，而衩截留在网芯上，当聚积到一定数量时，即造成进水口和出水口有一定压差值。当滤网的进口压力表和出口压力表水压差增大到规定数值时（滤网精度直径不同压差不同,一般为0.15Mpa），打开排污阀投入工作，水流对附着在网芯内侧壁面上的杂质污物反向冲洗，将附着物排出滤网，待内外压差恢复到正常时关闭排污阀，从而完成过滤排污工作过程。
如用户选型为自动滤水器，可选用压差排污和定时排污。
1、压差排污:当杂质聚积到一定数量时，利用冷却水进出水管之间差压信号来反冲洗排污，压差变送器信号接通控制信号，控制机构打开电动排污阀，电动减速机将以每分钟3-6转的转速运转,水流对附着在网芯内侧壁面上的杂质污物反向冲洗，经由排污管路和排污阀门排入冷却水出水管中。
2、用户如需要可设置排污时间性,在0-9999小时内设定清洗排污时间,让电动减速机进行反转使排污阀打开，依次进行反转反冲洗排污。
3、根据需要和可能客户可手动开启排污按钮,进行调控检验使用系统操作模式。
订购旋转反冲洗滤水器请提供以下参数：
1.过滤介质
2.进出水管接口管径
3.过滤网孔直径
4.流量____t/h
5.压力、温度
6.安装要求及制动方式
确定滤水器安装位置和安装型式(如:高进低出式,斜插式,侧进中出式等)。
确定滤水器安装位置和安装型式
除氧器
科技名词定义
中文名称：
除氧器
英文名称：
deaerator
定义：
给水回热系统中，使给水加热到饱和温度，能去除给水中溶解气体的混合式加热器。
所属学科：
电力(一级学科) ；汽轮机、燃气轮机(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
除氧器
旋膜式除氧器是喷雾填料式除氧器的替代产品，是一种最新型热力式除氧器，旋膜除氧器原理是补水经起膜管呈螺旋状按一定的角度喷出与加热蒸汽进行热交换除氧，给水加热到对应除氧器工作压力下的饱和温度，除去溶解于给水的氧及其它气体，防止和降低锅炉给水管、省煤器和其它附属设备的腐蚀。电力部GB1576-2001《电站压力式除氧器安全技术监察规程》。
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基本资料
除氧器结构原理
除氧器工作原理
除氧器的工作步骤
除氧器的停运
除氧器种类
基本资料
除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，如除氧器除氧能力差,将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍,国家电力部因此对除氧器含氧量提出了部颁标准，即大气式除氧器给水含氧量应小于15цɡ/L，压力式除氧器给水含氧量应小于7цɡ/L。[1]除氧定律,盖吕萨克定律
在压强不变时，一定质量的气体的温度每升高1 °c，其体积的增加量等于它在0 °c时体积的1/273；或在压强不变时，一定质量的气体的体积跟热力学温度成正比。由法国科学家盖吕萨克在实验中发现，故名。适用于理想气体，对高温、低压下的真实气体也近似适用。
亨利定律，在一定温度下，气相总压不高时，对于稀溶液，溶质在溶液中的浓度与它在气相中的分压成正；比道尔顿分压定律，在温度和体积恒定时，混合气体的总压力等于组分气体分压力之和，各组分气体的分压力等于该气体单独占有总体积时所表现的压力。
除氧器结构原理
除氧设备主要由除氧塔头、除氧水箱两大件以及接管和外接件组成,其主要部件除氧器(除氧塔头)是由外壳、新型旋膜器(起膜管)、淋水篦子、蓄热填料液汽网等部件组成.下面向您着重介绍除氧塔头的结构原理.
1.外壳:是由筒身和冲压椭圆形封头焊制成.，中、小低压除氧器配有一对法兰联接上下部,供装配和检修时使用,高压除氧器留配有供检修的人孔.
2.旋膜器组:由水室、汽室、旋膜管、凝结水接管、补充水接管和一次进汽接管组成.凝结水、化学补水、经旋膜器呈螺旋状按一定的角度喷出,形成水膜裙,并与一次加热蒸汽接管引进的加热蒸汽进行热交换,形成了一次除氧,给水经过淋水篦子与上升的二次加热蒸汽接触被加热到接近除氧器工作压力下的饱和温度即低于饱和温度2-3℃,并进行粗除氧.一般经此旋膜段可除去给水中含氧量的90-95%左右.
3.淋水篦子:是由数层交错排列的角形钢制作组成,经旋膜段粗除氧的给水在这里进行二次分配,呈均匀淋雨状落到装在其下的液汽网上.
4.蓄热填料液汽网:是由相互间隔的扁钢带及一个圆筒体,内装一定高度特制的不锈钢丝网组成,给水在这里与二次蒸汽充分接触,加热到饱和温度并进行深度除氧目的,低压大气式除氧器低于10ug/L、高压除氧器低于5ug/L(部颁标准分别为15ug/L、7u g/L).
5.水箱除过氧的给水汇集到除氧器下部容器即水箱内,除氧水箱内装有最新科学设计的强力换热再沸腾装置,该装置具有强力换热,迅速提升水温,更深度除氧,减小水箱振动,降低口
音等优点,提高了设备的使用寿命,保证了设备运行的安全可靠性.
除氧器工作原理
凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室，在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来（试验证明射流运动具有卷吸作用）；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，（水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚），此时紊流状态的水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因）。经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上，再进行深度除氧后才流入水箱。水箱内的水含氧量为高压0-7 цɡ/L,低压小于15цɡ/L达到部颁运行标准。
因旋膜式除氧器在工作中使水始终处于紊流状态，并有足够大的换热表面积，所以传热传质效果越好，排汽量小（即用与加热的蒸汽量少,能源损失小带来的经济效益也可观）除氧效果好产生的富裕量能使除氧器超负荷运行（通常可短期超额定出力的50%）或低水温全补水下达到运行标准。
除氧器的工作步骤
（1）确认除氧器启动排气电动门、连续排气旁路门在开启位置。
（2）当凝结水系统冲洗合格后，开启除氧器冲洗放水门，除氧器上水冲洗.
（3）除氧器水质合格后，将水位降至-900mm，关闭除氧器冲洗放水门。
（4）投除氧器辅汽加热，开启辅汽至除氧器调门前后隔离门，缓慢开启辅汽至除氧器压力调节阀，控制除氧器给水温升率不大于4.26℃/min，加热过程中注意除氧器振动情况，如振动大时，应减缓加热速度
（5）除氧器投加热过程中，继续用凝结水泵将除氧器上水至正常水位。
（6）当除氧器水温达到100℃以后，关闭启动排气电动门，将辅汽至除氧器压力调节阀投入自动，检查除氧器温升率不大于4.26℃/min，除氧器压力逐渐上升到0. 147MPa。
（7）辅汽加热过程中，应控制除氧器水位，如凝汽器未建立真空，禁止开启溢流、放水至凝汽器电动阀
（8）凝结水系统启动后，根据需要，除氧器水位调节投自动。
（9）当四抽压力达到0.147MPa，检查除氧器压力、水位正常，开启四段抽汽至除氧器电动阀，除氧器由辅汽切至四抽供汽，辅汽至除氧器压力调节阀关闭，除氧器由定压运行变为滑压运行。
（10）当四段抽汽电动阀后逆止阀已开后，应检查四段抽汽至除氧器电动阀前气动疏水阀关闭。
（11）根据给水含氧量调节除氧器的连续排气电动门。
除氧器的停运
（1）当负荷小于20％额定负荷时，除氧器由四抽切换为辅汽加热，维持0.147 MPa定压运行。
（2）当机组停止运行后，根据具体情况决定是否停止除氧器上水。
（3）除氧器若停运两个月以上，应采用充氮保护，切断一切汽源、水源，放尽水箱余水，关闭放水阀，全面隔离后开启充氮总门和隔离门，对除氧器充氮并维持一定压力。
第二章冷空气参数计算 人工制冷是指借助于制冷装置，以消耗机械能或电磁能、热能、太阳能的呢过形式的能量为代价，把热量从低温系统向高温系统转移而得到低温，并维持这个低温。目前常用的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷、电热制冷、磁制冷、涡流管制冷和热声制冷等，其中最为常用的是蒸汽压缩式制冷。蒸汽压缩式制冷是利用气体的节流效应，通过绝热膨胀来制冷的。 蒸汽压缩式制冷由分为单机蒸汽压缩式制冷循环和多级蒸汽压缩式制冷循环及其许多发展形式，这里为了研究方便，采用最简单的单级蒸气压缩式制冷循环。单机压缩式制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件组成，如下图所示。对制冷剂蒸汽只进行一次压缩，故称为单机蒸汽压缩。整个 循环过程主要由压缩过程、冷凝过程、节流过程以及蒸发过程四个过程组成，每个过程在不同的部件中完成，制冷剂在每个过程中的状态又各不相同。 对于冷风机的设计计算，要对循环的主要参数进行设计计算，并主要关注与蒸发器相关的循环参数。 在冷风机的设计过程中,首先要根据所给条件计算出冷空气参数,冷空气参
数是冷风机设计计算的基础和依据，其计算结果直接影响冷风机的选型和设计，因此其计算要求较高的精度，具有重要的意义。冷空气计算主要是依据相关经验公式和查表所得进行的。计算的内容可大概分为回风参数和送风参数，回风参数是冷风机蒸发器的进口空气参数，送风参数是冷风机的出口空气参数也即要进入室内的空气参数；计算主要涉及冷空气的焓值、含湿量、密度、粘度、饱和蒸汽压等。 2.1制冷循环相关计算 2.11已知条件： 已知：回风干球温度：0℃ 回风相对湿度：90% 送风干球温度：-3℃ 送风相对湿度：95% 大气压： 10132Pa 制冷量： 5.4kw 制冷剂： R22 2.12相关计算： 1.查表得R22的汽化潜热为210.55kJ/kg 2.制冷剂循环量： 代入数据计算得，制冷剂循环量为115.412kg/h 2.2冷空气参数计算 1.热力学温度： T=t+273.15 回风温度：273.15 送风温度：270.15 2.水蒸气饱和压力： 2195768 .2)1(4287.0)1(50475.1lg 028.5)1(79574.10lg 10 1010 10) 1(76955.452969.840 00--??+-??+?--?=- ?-? --T T b T T T T P T T P 其中，P ：水蒸气饱和压力 P b ：大气压力 T ：冷空气温度 T 0：绝对零度
列管式换热器的设计和选用的计算步骤 设有流量为m h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力。根据 传热速率基本方程： 当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换 热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。 ◎初选换热器的规格尺寸 ◆ 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数大于0.8，否则应改变流动方式， 重新计算。 ◆ 计算热流量Q及平均传热温差△t m，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A 估。 ◆ 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排 列。◎计算管、壳程阻力 在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时N P与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计 算，直到合理为止。 ◎核算总传热系数 分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多，应重新估算。 ◎计算传热面积并求裕度 根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右，裕度的 计算式为： 某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至128℃，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下： 表4-18 设计条件数据 物料流量 kg/h 组成（含乙醇量） mol% 温度℃操作压力 MPa 进口出口 釜液 3.31450.9
设计题目：甲醇冷凝冷却器的设计 系别 专业： 学生姓名: 学号: 起迄日期: 2015年06 月 03日~2015年06 月 13 日指导教师:
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书 2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：图表 物料甲醇水 入口6430 温度℃ 出口5040 质量流量kg/h106009562 设计压力(MPa)常压 3．主要参考文献： 柴诚敬主编化工原理（高等教育出版社） 贾绍义柴诚敬主编化工原理课程设计（天津大学出版社） 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 1设计实验内容和要求 2按设计任务和条件计算实验结果3完成电子稿的设计
课程设计说明书 设计名称化工原理课程设计 2015 年 6 月 3 日 化工原理课程设计说明书 目录 （一）课程设计的任务和要求：设计方案 (1)
（二）对课程设计成果的要求：图表 (2) （三）主要参考文献 (2) （四）课程设计工作计划进度 (2) （五）设计计算过程...................................................5~11（六）计算结果列表 (12) 1、设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件 处理能力10600kg/h甲醇。 设备形式列管式换热器 操作条件 ①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。 ②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为。 ③允许压降：不大于105 Pa。 ④每年按330天计，每天24小时连续运作。 3、设计要求
选择适宜的列管式换热器并进行核算。 设 计 方 案 1．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64℃，出口温度50℃冷流体。 冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。 从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的选择可以使甲醇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φ25mm ×的碳钢管，管内流速取u i = s 。 2、确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 壳程甲醇的定性温度为： 6450572 +T ==℃ 管程循环水的定性温度为： ℃＝＋＝352 4030t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 甲醇在57℃下的有关物性数据如下： 密度 ρo = kg/m 3 定压比热容 c p o =(kg ·℃) 导热系数 λo =(m ·℃) 粘度 μo = Pa ·s 循环水在35℃下的物性数据：
化工原理课程设计任务书一、设计题目 苯冷却器的设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 处理能力：100000 吨/年 操作周期：7200小时/年 2.操作条件 苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 冷却介质：循环水，入口温度25℃。 允许压强降：不大于50KPa。 3.设备型式：管壳式换热器 4.厂址：张掖地区 三、设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.管壳式换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积 3.管壳式换热器的主要结构尺寸设计 4.辅助设备选型和计算 5.设计结果汇总 6.绘制流程图及换热器设备工艺条件图 7.对本设计进行评述
目录 1设计概况 (1) 1.1热量传递的概念和意义 (1) 1.2化学工业和热传递的关系 (1) 1.3传热的基本方式 (1) 1.4换热器的种类 (2) 1.4.1间壁式换热器的类型 (2) 1.4.2混合式换热器 (3) 1.4.3蓄热式换热器 (4) 1.5列管式换热器设计一般要求 (4) 1.6流体通道的选择原则 (4) 1.7管壳式换热器的简介 (5) 2试算并初选换热器规格 (6) 2.1选择换热器类型 (6) 2.2流体流动途径的确定 (6) 2.3确定流体的定性温度 (6) 2.4计算热负荷和冷却水流量 (7) 2.5计算两流体的平均温度差 (7) 3工艺结构尺寸计算 (8) 3.1管径和管内的流速 (9) 3.2管程数和传热管数 (9) 3.3壳体内径 (9) 3.4传热管排列和分程方法 (9) 3.5折流板: (10) 3.6接管 (10) 4核算总传热系数 (11) 4.1计算管程对流传热系数 (11) 4.2计算壳程对流传热系数 (11)
华东交通大学 课程设计说明书 设计题目：热水冷却器的设计 学院：基础科学学院专业班级：应用化学一班学生姓名：王业贵 学号：211 指导教师：周枚花老师 完成日期：2013.6.28
目录 任务书 (3) 一、设计题目： (3) 二、设计目的： (3) 三、设计任务及操作条件 (3) 四、设计内容 (3) 五、课程设计说明书的内容 (4) 六、主要参考书 (4) 七、设计时间 (4) 前言 (5) 一、设计方案简介 (6) 1.1换热器的选择 (6) 1.2设计概述 (7) 1.3设计方案 (7) 1.4管程安排 (8) 二、确定物性数据 (8) 三、主要工艺参数计算 (9) 3.1热负荷 (9) 3.2平均传热温差 (9) 3.3冷却水用量 (9) 3.4初算传热面积 (9) 3.5工艺结构尺寸 (10) 3.5.1管径和管内流速 (10) 3.5.3平均传热温差校正及壳程数 (10) 3.5.4传热管排列和分程方法 (11) 3.5.5壳体直径 (11) 3.5.6折流板 (11) 3.5.7接管 (12) 四、压降核算 (12) 4.1传热面积校核 (12) 4.1.1管程传热膜系数 (12) 4.1.2壳程传热膜系数 (13) 4.1.3污垢热阻和管壁热阻 (14) 4.1.4总传热系数K (14) 4.1.5传热面积校核 (14) 4.2换热器内压降的核算 (15) 4.2.1管程阻力 (15) 4.2.2壳程阻力 (16) 五、主要结构尺寸和计算结果 (17) 六、心得体会 (18) 七、参考文献 (18) 八、附图（工艺流程、主体设备工艺条件图） (18)
直接蒸发式空气冷却器设计的优化 摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质 摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。 关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法 直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质量流速对于其换热性能及能耗有重要的影响。本文利用计算机采用分段分析法模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。 1 直接蒸发式空气冷却器的结构 空气冷却器的表面式蒸发器都采用翅片管式。氟利昂翅片管式蒸发器的结构常用紫铜管外套铝片制成。铜管直径由至，铝片厚。在以上工作的蒸发器翅片节距在之间，并采用整套片式。空调用空冷器由于传热系数高，因而排数少，一般不超过6排。 2 直接蒸发式空气冷却器的传热过程 空冷器中的传热过程包括：管内制冷剂的流动沸腾换热；通过金属壁、垢层的导热过程；管外空气的放热过程（对流换热）。 2.1 制冷剂侧的换热 制冷剂侧沸腾换热采用分段分析法，即按照干度来分段计算。每一段的制冷剂侧的沸腾换热系数的求法按照文献 [2]推荐的公式计算。 2.2 空气横向掠过肋管管束时的换热 空气横向掠过肋管管束时的换热系数的计算按照文献[3]中提供的公式计算。这里就不做重复了。
2.3 通过管壁与垢层的附加热阻 管壁热阻为（），对于铜管，由于其导热系数很高，该项热阻可以不计。但对于钢管则应予以考虑，本论文的想象程序中取为。 油膜热阻的考虑，若为氟里昂制冷剂，一般控制含油浓度，想象时可以不考虑。 直接蒸发式空气冷却器肋管外表面积灰等造成的附加热阻，计算时一般取 0.0003～0.0001 。 3 采用分段分析法对直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤 在这里，我们只给出制冷剂为纯质时的直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤： 1）输入已知蒸发器入口制冷剂参数，蒸发压力或蒸发温度，并求入口焓； 2）输入结构参数及物性参数：结构参数中需给出基管外径，壁厚，肋片厚度，肋片节距，排列方式，管中心距；物性参数中需给出空气的导热系数，动力粘性系数，密度，比热，空气的进口状态参数，空气的出口状态参数和冷却空气量，并调用湿空气的热物性计算程序来计算空气进出口的其余参数； 3）计算空气侧换热系数，初步确定沿气流方向的管子排深数； 4）确定制冷剂循环量及每排并联的肋管根数； 5）根据干度分段，，分为段； 6）计算局部微元段换热量 ； 7）假设局部微元段长度，可求局部微元面积； 8）局部微元段热流密度（以管内表面积为基准），是计算制冷剂侧换热系数的必需已知量； 9）调用制冷剂侧换热系数计算程序，算； 10）计算局部传热系数（以管内表面积为基准）
冷凝器换热计算 第一部分:设计计算一、设计计算流程图
二、 设计计算（以HLR ４5S 为例） 1、已知参数 换热参数: 冷凝负荷:Ｑk =６１０00W 冷凝温度：t k =50℃ 环境风温度：t a1＝３5℃ 冷凝器结构参数： 铜管排列方式:正三角形叉排 翅片型式:开窗片，亲水膜 铜管型式:光管 铜管水平间距：S 1=25.4ｍm 铜管竖直方向间距:S 2＝22m ｍ 紫铜光管外径:d ０=9.52ｍm 铜管厚度:δt =0。35ｍm 翅片厚度：δf ＝0。１15m ｍ 翅片间距：S f =１.8ｍm 冷凝器尺寸参数 排数：N C ＝3排 每排管数:N B ＝５2排 2、计算过程 1)冷凝器的几何参数计算 翅片管外径:f b d d δ20+== 9。75 ｍm 铜管内径:t i d d δ-=0＝8．８2 mm 当量直径:) ()(2))((4411f f b f f b eq S d S S d S U A d δδ-+---===３.04 ｍｍ 单位长度翅片面积:32 2110/)4(2－?-=f b f S d S S f π＝0．５37 m 2/m 单位长度翅片间管外表面积：310/)(－?-=f f f b b s S d f δπ＝０.0286 ｍ２／m
单位长度翅片管总面积:b f t f f f +==0。5６666 m 2/m 翅片管肋化系数:i t i t d f f f πβ== ＝２０.46 ２)空气侧换热系数 迎面风速假定:f w ＝2.6 m/s 最窄截面处风速:))(/(11max b f f f f d S S w S S w --=δ=4.5 m/ｓ 冷凝器空气入口温度为:t ａ1=3５℃ 取出冷凝器时的温度为:t a2=43℃ 确定空气物性的温度为：2/)(21a a m t t t +=＝39℃ 在tm ＝39℃下，空气热物性: v f =17。５×10－6m ２/s,λf =0。02６4W ／ｍK ，ρf =１。09５5k ｇ/m ３,C Ｐa ＝1.１03k Ｊ/（k ｇ＊℃) 空气侧的雷诺数:f eq f v d w /Re max = ＝783．7 由《制冷原理与设备》中公式(7－3６),空气侧换热系数 m eq eq n f f O d d C ???? ??=γλαRe '=50.3 W/m 2K 其中： 362)(103)(000425.0)(02315.0518.0eq eq eq d d d A γγγ -?-+-=＝0。185２ ????? ??-=1000Re 24.036.1f A C =0.217 eq d n γ0066 .045.0+==0.59３1 ? ?1000Re 08.028.0f m +-==-0。21７ 铜管差排的修正系数为1。１,开窗片的修正系数为1。2,则空气侧换热系数为：(开窗片、波纹片的修正系数有待实验验证） 'o o αα=×1.1×1．２=６6．４1 W/m ２K
冷却器毕业设计 篇一：换热器冷却器课程设计 课程设计任务书 1、设计题目：年处理量20万吨柴油冷却器的设计 2、操作条件： （1）柴油：入口温度175℃；出口温度90℃； （2）冷却介质：采用循环水，入口温度20℃，出口温度50℃； （3）允许压降：不大于105Pa； （4）柴油定性温度下的物性数据： ?c＝720kg/m3 ?c?6.6?10-4Pa.S cpc?2.48kJ/(kg.0c) ?c?0.133w/(m.0c) （5）每年按330天计，每天24小时连续生产。 3、设计任务： （1）处理能力：XX00t/a柴油； （2）设备型式：列管式换热器； （3）选择适宜的列管换热器并进行核算； （4）绘制带控制点的工艺流程图和设备结构图，并编写设计说明书。 摘要
柴油冷却器是帮助柴油散热的一个装置。本次课程设计采用浮头式换热器来实现柴油冷却。在设计中，主要以循环水为冷却剂，在给定的操作条件下对柴油冷却器进行设计。 本设计的内容包括：1、设计方案的确定：换热器类型的选择、流动空间的选择等。2、换热器的工艺计算：换热器面积的估算、换热器工艺尺寸的计算、换热器的核算等。 3、操作条件图等内容。 目录 摘要 ................................................ ................................................... ................................................... (2) ABSTRACT .......................................... ................................................... ................................ 错误！未定义书签。 第1章绪论 ................................................ ................................................... ................................................... . (3) 1.1换热器技术概
空气冷却器管箱的应力分析 发表时间：2019-05-07T16:41:10.307Z 来源：《知识-力量》2019年8月24期作者：杨善斌1 郑贤中1 杨侠1 龚雪1 刘根战2 [导读] 本文主要根据力学理论对空气冷却器管箱进行分析与校核，并使用ANSYS软件建立有限元模型并对空气冷却器管箱的管板，管束与接管进行应力分析与评估（1.武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉 430200；2.西安航天发动机有限公司，陕西西安 710100）摘要：本文主要根据力学理论对空气冷却器管箱进行分析与校核，并使用ANSYS软件建立有限元模型并对空气冷却器管箱的管板，管束与 接管进行应力分析与评估，以美国工程协会(AMES)中“应力分类的例子”与“应力类别与等效应力的极限”为基础，对管箱进行了一次和二次应力评估，通过有限元分析发现管箱出现最大应力的部位位于管板上，且结果与其他部件相同，是符合校核条件的，分析其原因,并提出减小该部位应力及位移变形的一些方法，相关结果也为该空气冷却器的设计制造提供了理论依据。关键词：空气冷却器；管束；有限元分析；应力 1模型建立及有限元分析 1.1设计参数 空气冷却器管箱的管束与管板通过焊接，所有焊缝均保证全焊透，全熔合，管箱结合紧密，单元相互连接。 空冷器的材料参数如表1所示。 1.2网格划分 有限元模型采用六面体185单元进行分析，该有限元模型共划分159,161个单元和221,302个节点。 1.3边界条件及载荷 (1)边界条件 对连接角下面的所有节点进行全约束。 (2)载荷 最大允许工作压力(MAWP)P3： P1=1.5MPa(1) 接管a/b的等效压力P2： 式(2)与(3)中，D0代表接管与管束的外径，Di代表接管与管束的内径。 接管的局部载荷如表4所示。 表4接管的局部载荷 2结果分析及应力评估 2.1有限元分析
换热器设计计算步骤 1. 管外自然对流换热 2. 管外强制对流换热 3. 管外凝结换热 已知：管程油水混合物流量 G ( m 3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t 1’, 油水混合物出口温度 t 2” ℃。 1. 管外自然对流换热 1.1 壁面温度设定 首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，t w ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。 "w 11 t ()2 t t =+ 1.2 定性温度和物性参数计算 管程外为水，其定性温度为1()K -℃ 21 ()2 w t t t =+ 管程外为油水混合物，定性温度为'2t ℃ ''"2111 ()2t t t =+ 根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值 一般需要查出的为密度ρ (3/kg m ),导热系数λ(/())W m K ?，运动粘度2(/)m s ，体积膨胀系数a 1()K -，普朗特数Pr 。
表1 油水物性参数表 水 t ρ λ v a Pr 10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.52 20 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.02 30 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.42 40 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.31 50 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.54 60 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.99 70 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.55 80 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.21 90 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95 100 958.4 0.683 0.000000295 0.00075 1.75 油 t ρ λ v a Pr 10 898.8 0.1441 0.000564 6591 20 892.7 0.1432 0.00028 0.00069 3335 30 886.6 0.1423 0.000153 1859 40 880.6 0.1414 9.07E-05 1121 50 874.6 0.1405 5.74E-05 723 60 868.8 0.1396 3.84E-05 493 70 863.1 0.1387 0.000027 354 80 857.4 0.1379 1.97E-05 263 90 851.8 0.137 1.49E-05 203 100 846.2 0.1361 1.15E-05 160 1.3 设计总传热量和实际换热量计算 0m v Q Cq t Cq t ρ=?=?v v C q t C q t αρβρ=?+?油油水水 C 为比热容/()j kg K ?，v q 为总体积流量3 /m s ，αβ分别为在油水混合物中 油和水所占的百分比，t ?油水混合物温差，m q 为总的质量流量/kg s 。 实际换热量Q 0Q Q *1.1/0.9= 0.9为换热器效率，1.1为换热余量。 1.4 逆流平均温差计算
本科毕业设计 (论文) 轻质燃油冷却器设计 Design of Light Fuel Oil Cooler 学院：机械工程学院 专业班级：过程装备与控制工程装备091 学生姓名： xxx 学号： 010912xxx 指导教师：张志文（副教授） 2013 年6 月
目录 1 绪论 (1) 2 结构设计 (2) 2.1 换热器类型的确定 (2) 2.2换热管结构尺寸设计 (2) 2.3壳体和管箱结构设计 (3) 2.4分程结构设计 (4) 2.5折流板和支持板结构 (4) 2.6拉杆和定距管 (5) 2.7防冲板和旁路挡板 (6) 2.8接管及其法兰的选择 (6) 3 强度计算和校核 (7) 3.1筒体和封头设计 (7) 3.2温差应力和管子拉脱力计算 (8) 3.3法兰装置的设计及选型 (10) 3.4固定管板的设计和计算 (12) 3.5开孔补强的校核 (22) 3.6支座设计及选型 (26) 结论 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30)
1 绪论 1.1 换热器简介 换热器是一种非常重要的换热设备，能够把热量从一种介质传递给另一种介质，在各种工业领域中有很广泛的应用。尤其在化工、能源、交通、机械、制冷、空调等领域应用更广泛。换热器能够充分利用工业的二次能源，并且能够实现余热回收和节能。 1.2 换热器分类 换热器的种类很多，根据不同的工业领域可以选用不同的换热器，可以更大的发挥换热器的传递热量的作用。现在由于人们追求换热器重量轻、占地面积少、使用经济性高，从而推动了紧凑式换热表面的发展，所以紧凑式换热器在实际应用中种类很多。管壳式的换热器在过程工业中的应用很广泛。除了工业中用到的主要换热器种类，如紧凑式换热器、管壳式换热器、再生器和板式换热器外，还有其他特殊的换热器，如双套管、热管、螺旋式、板壳式、夹套式等。 1.3 换热器的发展趋势 近年来,随着全球能源形势的日趋紧张，常规能源的日益减少，节能降耗越来越受到人们的重视。换热器是化工、石油、钢铁、汽车、食品及许多其他工业部门的通用设备，是调节工艺介质温度以满足工艺需求以及回收余热以实现节能降耗的关键设备，其换热性能和动力消耗关系到生产效率和节能降耗水平，其重量和造价决定了整个生产系统的投资。根据统计，热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%，在现代石油化工企业中换热器的投资约占全部投资的30%-40%，其重要性可想而知。国内对换热器强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体液态变化以及对各部件的参数优化两方面。而其他各国对强化技术研究的侧重点不同。 换热器是一个量大而品种繁多的产品，由于国防工业技术的不断发展换热器操作条件日趋苛刻，迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。近年来我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，其中尤以钛材发展较快。未来，国内市场需求将呈现以下特点：对产品质量水平提出了更高的要求，如环保、节能型产品将是今后发展的重点；要求产品性价比提高；对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈；逐渐注意品牌产品的选用；大工程项目青睐大企业或企业集团产品。 本课题所设计的轻质燃油冷却器是针对给定的设计参数，按照相关规定的要求，通过壁厚计算和强度校核等，设计换热器产品，熟悉压力容器设计的基本要求，掌握固定管板式换热器的常规设计方法，把所学的知识应用到实际的工程设计中去，为以后的工作和学习打下扎实基础。
空气冷却器设计 2、应完成的项目：______________________________________________________________________ (1)了解换热器在各行业的用途; (2)换热器机械计算; (3)传热工艺计算; (4)画施工图，折合为3张以上0号图，其中总装图为0号图; (5)按规定和规范翻译参考文献5000汉字，并写毕业论文。 3、参考资料以及说明：__________________________________________________________________ (1)《GB151-99钢制管壳式换热器》国家技术监督局发布 (2)《GB151-98钢制管壳式换热器》国家技术监督局发布 (3)《AutoCAD2005压力容器设计》_____________ 栾春远编著，化学工业出版社 (4)《过程设备设计》郑津洋等著，化学工业出版社___________________________________ (5)《化工设备设计手册》上下卷朱有庭，曲文海，于浦义主编 (6)《机械设计手册》，化学工业出版社 (7)《化工原理》上下册，邹华生等主编，华南理工大学出版社
(8)压力容器安全技术监察规程.国家技术监督局 (9)换热器设计.上海科学技术出版社，1987 (10)流体力学与传热.华南理工大学出版社，2006 摘要 本文主要围绕空气冷却器，即卧式固定管板式换热器的设计展开说明，本说明共分五章。 第一章为绪论，主要介绍本设计课题的选题背景，选题意义以及调研情况，并对本设计的主要工作进行规划。 第二章为方案论证，对换热器的传热原理进行了简述。并对换热器进行了分类，并对各类换热器作了简短的描述，最后着重介绍了本次设计主题，固定管板式换热器。 第三章为设计论述，对固定管板式换热器的主要部件的设计作了详细的描述，其中包括：管程的设计，筒体的设计与强度校核，折流板的设计，管箱的设计与强度校核，封头的设计与强度校核，管板的设计与强度校核，是否安装膨胀节的判定，鞍式支座的选取与开孔补强的计算。 第四章为结果的汇总与分析，主要将第三章的计算内容进行了汇总并作了补充说明，然后对其他的标准附件进行了选择。 第五章为总结，总结了本次设计的不足，介绍了换热器在近期的发展与未来的趋势。 关键词：空气冷却器，固定管板式换热器，传热，管板，发展
2.4 列管换热器设计示例 某生产过程中，需将6000 kg/h的油从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水入口温度30℃，出口温度为40℃。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 1．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140℃，出口温度40℃冷流体(循环水)进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 （2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取u i=0.5m/ｓ。 2．确定物性数据 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物性数据。 油在90℃下的有关物性数据如下： 密度ρo=825 kg/m3 定压比热容c po=2.22 kJ/(kg·℃) 导热系数λo=0.140 W/(m·℃) 粘度μo=0.000715 Pa·s 循环冷却水在35℃下的物性数据： 密度ρi=994 kg/m3 定压比热容c pi=4.08 kJ/(kg·℃) 导热系数λi=0.626 W/(m·℃) 粘度μi=0.000725 Pa·s 3．计算总传热系数 （1）热流量 Q o=W o c poΔt o=6000×2.22×(140-40)=1.32×106kJ/h=366.7(kW) （2）平均传热温差 (℃) （3）冷却水用量 (kg/h)
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
1. 本标准适用于石油化工装置空气冷却器的管道设计。 2. 空气冷却器（以下简称空冷器）的管道布置，不应妨碍空冷器的维修，并应方便操作和空冷器管束的吊装。 3. 分馏塔顶到空冷器的油气管道，一般不宜出现U型管段，确实不可避免时，应在最低点装排液阀排除凝液，该凝液应排至空冷器出口管或回流油罐等密闭系统。 4. 进出空冷器的工艺管道应严格按工艺管道和仪表流程图要求布置，管道接法应尽可能使各片空冷器流量均匀，当无法用几何形状满足均匀要求时，可用当量长度相等的办法来保证。 4.1 当空冷器入口介质为气相或汽液两相流体时，入口集合管一般布置在进口管嘴上方，靠近空冷管嘴连接，出口集合管应根据安装需要定位，尽量不占或少占空冷管箱平台，即不应妨碍在平台上进行操作和维修，不论空冷器进出口管嘴是否装有阀门，管道接法如下： 4.1.1 当空冷器进出口管嘴少于4个时，允许按下图连接。 4.1.2 当空冷器进出口管嘴各为4－6个时，管道接法见下图：
4.1.3 当空冷器进出口管嘴各为6个以上时，管道宜按下图连接： 4.2 当空冷器入口介质为汽液两相时，入口主管与空冷器入口集合管的连接见下图： 汽液两相流体入口集合管的进空冷器分支管，宜从下面插进集合管内约20mm，使集合管内液体能均匀进入各片空冷器，但此时应在集合管底部设停工排液线，接至空冷器出口管上。 4.3 冷却液相流体空冷器的出入口集合管应根据工艺要求，方便操作和维修布置。
5. 湿式空冷器的冷却水回水系统为自流管道，回水管道布置应注意控制标高，且拐弯不宜太多。 6. 多组空冷器联合布置时，应在空冷器平台上设DN20蒸汽和压缩空气软管接头站，具体设计见“软管接头站的管道设计”（BA3－2－20）。 7. 应重点考虑空冷器入口管道的支撑问题，支架应不妨碍空冷器管束的吊装，需要由空冷构架支撑时，应事先与制造厂商定，需要由土建结构支撑时应向土建专业提出要求，如管道根数不多，在工艺允许的情况下，也可采用放大管径的办法来简化支撑设计。 8. 本标准代替BA3－2－7－82《空气冷却器的管线设计》。 编制徐心兰 校审王丽琨 标准专业技术负责人吴青芝 会签叶维桢总工程师张德姜
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。 换热器的类型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
发电机组降温冷却专家 KCWQ系列空冷器 KCW系列空气冷却器 1.应用范围：
用于火电机组、水轮发电机组运行环境的空气降温、火电氢冷机组的氢气降温； 2.设备结构及技术规格选型： 2.1设备结构 经我公司多年来对电站使用的各种空冷器过程中，进行使用情况综合分析，对空冷器的设计、制造工艺实施了一系列的改进完善，形成我公司KCW系列空冷器，经改进完善后的空冷器，其结构及各项指标更加满足用户的使用要求；（空冷器设计压力：0.6?I.OMpa；工作压力：0.2?0.5Mpa）KCW系列空冷器，结构以“可卸盖板式”为主，因两侧水室便于拆装，在使用维护过程中便于对水室内部和散热管基管内部进行清洗维护；KCW（系列空冷器主要由左右水室、左右管板、复合式翅片管、上下侧板等主要部件构成，空冷器的水室与管板用螺栓连接（中间使用专用胶垫密封）见下图： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1左水室2冷却水进水法兰3冷却水出水法兰4左管板5换热管6下侧板7上侧板8右管板9右水室10 螺栓 图2-1 KCWQ “可卸盖板式”空冷器结构 2.2技术规格选型
KCWQ空气冷却器规格尺寸
未保护区域 良好保护区域 不保护区域 3. 设备特点： 3.1 “可卸盖板式”空冷器的左右水室内表面，采用国内先进的“汽车底盘装甲”工艺，进行特殊防腐处 理，防止其生锈影响冷却水质，经此工艺加工后的水室内表面，能长期缓解水气腐蚀、冷却水体流动 及水体内所含杂质对水室内表面的冲刷撞击，彻底解决了因水室内表面涂漆层脱落、水室内表面生锈 等不利因素影响冷却水质的问题； 3.2左右管板采用优质钢板加工，部件外表面采用先进镀锌工艺进行镀锌处理，避免其腐蚀生锈影响冷 却水质，并在一定程 度上延长了设备使用寿命；翅片管基管与左右管板基管孔处，采用国内最先进 的胀接工艺进行胀接密封，确保冷却水在翅片管基管内部正常循环流动，冷却水不会因渗漏随被降 温的热空气进入到机组内部，确保机组安全运行（见图 3-2）； 3.3两块侧板与左右管板连接形成空冷器主体，侧板主梁采用国标等边角钢设计制造，（可根据电站实 际安装需要，在侧板 主梁上钻出一定数量的把合孔，便于空冷器主体与定子及相关设备部件连接并 密圭寸）； 3.4 KCW （系列空冷器使用的核心换热元件是 复合式翅片管，复合式翅片管的基管与铝翅片的接触热阻低， 在较大温度变化范围内能保持稳定的低值，传热系数高，基管由外层铝管壁保护不受腐蚀，对温度 突变及振动有良好抗力； 单位长度换热面积大，传热量高，结构可靠，寿命长； 翅片表面光滑无 毛刺无皱折、不易结垢不易变形、易于清洗（可用高压水冲洗），易于排除表面积水、流动阻力低， 能长期保持良好的传热性能。 在同等使用环境和使用条件下，使用双金属铜铝复合式翅片管制造的空冷器，比传统的绕簧式、 绕片式翅片管制造的空冷器，换热能力可提高 15---40 %。 图3-3 复合式翅片管 3.5典型的圆形翅片管种类较多，其中包含 L 型、LL 型、KL （滚花型）、DR 型（双金属轧制）、 G 型（镶 嵌式）等类型，上述几种类型翅片管因加工工艺不同、结构形式不同，所以从换热效率、使用温度 范围、使用过程中的维护保养几方面也不相同，下面是几种不同翅片管耐大气腐蚀的能力对比（见 下图）： 图3-1经“汽车底盘装甲”工艺处理后的水室内表面 图3-2基管与管板胀接后照片
附件Ｂ: 毕业设计(论文）开题报告 １、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等) 1.１课题的目的 随着世界经济的发展，全球常规能源消耗量越来越大,而储量越来越小，导致能源价格不断上涨，要解决这个问题，有两条路：一是寻找新的能源替代品,二是节约和合理利用当前有限的常规能源。在全球能源消耗构成中，夏季空调制冷能耗所占比重越来越大。据统计,夏季空调制冷用电量约占总用电量的40%,研究空调产品换热器的换热效率,提高空调产品的节能指标就具有十分重要的意义。空调器、冰柜等家用制冷设备和工业用制冷设备的生产在我国已经得到长足的发展进步，从产量上来讲,已经步入世界前列，属于生产大国。但是从技术上讲，和欧美等发达国家相比还有一定的差距，尚不属于技术大国，还不是制冷空调产品的强国。可持续发展是当今世界许多国家共同的总体战略，也同样是我们国家发展的重大战略。节约能量消耗，保护自然环境是经济和社会可持续发展战略的需要，这也对制冷机制造业的发展提出了新的要求,指出了发展的方向。 冷风器是空调机组的核心部件，其性能直接影响到空调机组的性能。因此,国内外对冷风器的研究十分重视，先后提出的热工计算方法已不下几十种，这些方法各具特色、各有利弊,即使在国内外空调设计手册和教科书中采用的几种主要热工计算方法计算时也不都能较全面和准确反应风冷器的性能。本文也对风冷式冷凝器进行了相应的理论分析和实验研究，获得大量的实验数据,通过对数据的处理分析，得到一系列有关风冷式冷凝器换热性能和风量测试的结论，对于冷凝器结构的优化设计具有很好的参考借鉴作用。 １．2国内外的研究现状及设计方案比较 1.2.1冷风机的国内外研究现状 冷风器是冷库、空调等制冷系统的一个重要部件，由于其工作温度较低而经常结霜，为使其正常工作，不得不对蒸发器进行定期除霜，这不仅要耗费额外的能源，而且除霜期间制冷系统要停止工作,整个制冷系统的制冷效果无疑会大大降低，所以了解冷风器在结霜工况下的运行特性,以及霜的形成规律及其对蒸发器工作性能的影响,可以指导我们对系统进行优化,合理除霜,以便于提高空冷器的性能，这也一直是我们对冷风器不断进行研究的原因和动力。 冷风器作为空调系统中水侧和风侧子系统的重要接口,国内外对其研究主要集中在强化换热、热工计算方法、仿真、应用范围的拓宽、开发更加紧凑型的翅