合肥工业大学化工原理课程设计说明书
设计题目列管式煤油冷却器的设计
学生姓名谢继强
学生学号
同组学生祝尚宋响亮邓威
指导老师陈亚中
学院医学工程学院
专业班级制药工程12-2班
完成时间 2014年3月27日
设计任务书
一设计题目：列管式煤油冷却器的设计
二设计任务及操作条件
1. 处理能力：10万吨/年煤油
2. 设备形式：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：自来水.入口温度30℃.出口温度40℃
（3）允许压强降：不大于1000kPa
（4）煤油定性温度下的物性数据：密度 825kg/m3.黏度 * .比热容 (kg.℃) .导热系数（m.℃）
（5）每年按330天计.每天按24小时连续运行
4. 提交文件
（1）设计说明书一份
（2）A3工艺流程图一张
（3）A1换热器装配图一张
《化工原理》课程设计成绩评定表
3
说明: 评定成绩分为优秀(90-100).良好(80-89).中等(70-79).及格（60-69）和不及格(<60)。
第一章绪论
1.1换热器的概述
换热器是许多工业生产中常用的设备.尤其是石油、化工、制药生产应用更为广泛。在化工厂中换热器可用做加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、和再沸器等。换热器类型众多.性能各异.各具特点.可以适应绝大多数工艺过程对换热器的要求。进行换热器的设计.首先是根据工艺要求选用适当的类型.同时计算完成给定生产任务所需的传热面积.并确定换热器的工艺尺寸。
换热器的分类
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。其中间壁式换热器应用最广泛.其中管壳式换热器的分类见表1-1[1]。
表1-1 管壳式换热器的结构分类
5
列管式换热器
列管式换热器（tubular exchanger）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结管处进入.在管流动.从封头另一端的出口管流出.这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入.从壳体上的另一接管处流出.这称为壳程列管式换热器。
固定管板式换热器
固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。由于其结构简单.运用比较广泛。固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备.是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右.占总投资的30%-45%。随着节能技术的发展.应用领域不断扩大.利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
固定管板式换热器的特点是：（1）旁路渗流较小；（2）锻件使用较少.造价低；（3）无内；（4）传热面积比浮头式换热器大20%～30%。
固定管板式换热器的缺点是：（1）壳体和管壁的温差较大.壳体和管子壁温差t≤50℃,当t≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节；（2）易产生温差力.管板与管头之间易产生温差应力而损坏；（3）壳程无法机械清洗；（4）管子腐蚀后连
同壳体报废.设备寿命较低。
设计要求
完善的换热器在设计和选型时应满足以下各项基本要求[4]：（1）合理地实现所规定的工艺条件：可以从：①增大传热系数②提高平均温差③妥善布置传热面等三个方面具体着手。
（2）在进行强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命计算时.应遵循我国《钢制石油化工压力容器设计规定》和《钢制管壳式换热器设计规定》等有关规定与标准。根据需要可添置气液排放口.检查孔与敷设保温层。
（3）经济合理评价换热器的最终指标是：在一定时间内（通常1年内的）固定费用（设备的购置费、安装费等）与操作费（动力费、清洗费、维修费）等的总和为最小。在设计或选型时.如果有几种换热器都能完成生产任务的需要.这一标准就尤为重要了。
设计的目的和意义
通过设计把在“过程设备”及其它相关课程(机械制图、金属材料、化工原理等)中所学的理论知识在具体工作中综合地加以应用.达到了理论知识和实践密切结合的目的。其次.在设计过程中.我们可以接受到必备的基本工程技能系统训练.能够熟练地应用计算图表、手册、规范和AutoCAD制图.能熟悉有关国家标准和部颁标准(如GB、HG等)等。
设计的方法和步骤
7
本次设计主要是进行换热器的工艺计算.结构设计和强度校核.主要步骤有：（1）工艺计算；（2）估算传热面积；（3）工艺结构尺寸；（4）换热器热量核算；（5）结构设计；（6）确定筒体内径；（7）确定管箱结构；（8）确定管板结构；（9）选择鞍座结构；（10）强度校核；（11）给出制造安装的原则和要求。
第二章
设计任务和操作条件
1.处理能力：10万吨/年煤油
2.设备形式：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：自来水.入口温度30℃.出口温度40℃
(3) 允许压强降：不大于100 kPa
4) 煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3.黏度×.比热容(kg.℃).导热系数(m.℃)
(5) 每年按330天计.每天24小时连续运行
确定设计方案
选择换热器的类型
两流体温的变化情况：热流体进口温度140℃.出口温度40℃；冷流体进口温度30℃.出口温度为40℃.该换热器用循环冷却水冷却.初步确定选用固定管板式换热器。
流程安排
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.并且粘度大的流体应走壳程.因为壳程内的流体在折流挡板的作用下.流通截面和方向都不断变化.在较低的雷诺数下就可达湍流状态。所以从总体考虑.应使循环水走管程.煤油走壳程。选用Φ25mm×的碳钢管.管内流速取u=s
确定物性数据
定性温度：对于一般油类和水等低黏度流体.其定性温度可取流体进出口
1
温度的平均值。
故壳程煤油的定性温度为 ：902
40
140=+=
T ℃ 管程流体的定性温度为：352
30
40=+=
t ℃ 温差℃℃℃553590=-='T
故初步可取带膨胀节的固定管板式换热器。
根据定性温度.分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 煤油在90℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）： 密度 825kg/m3=0ρ 定压比热容 K )2.22kJ/(kg = c p0? 导热系数 ()K m 0.140W/= λ0?
粘度 s Pa 107.15=μ-40?? 循环水在35℃ 下的物性数据： 密度 994.4kg/m 3= i ρ 定压比热容 K)4.08kJ/(kg =c pi ? 热导率 K)0.626W/(m =λi ? 粘度 s Pa 107.25=μ-4i ??
计算总传热系数
我们的煤油为年产量10万吨每年.则12626kg/h
=q m0
（1）热流量
()778.6kW =h 2802972kJ/=40-1402.22×12626=Δt Cp qm =Q 0000?
（2）平均传热温差 ℃）
（）（3930
-4040-140ln 304040140Δt2Δt1ln Δt2-Δt1=Δtm =---= （3）冷却水用量
3
h
kg /3.68700)
3040(08.42802972
Cpi Δpi Q q 0mi =-?==
（4）总传热系数K
管程传热系数
34276000725
.0994
25.102.0u d i i e =??=
=
i
i
R μρ
℃）
?=???
? ???????
=???
? ?????
?
??=?m w c u d i i p i i i i /(5689626.0000725.01008.43427602.0626
.0023.0d 0.0234
.03
8.04
.08
.0i i i λμμρλ
壳程传热系数
假设壳程的传热系数)/(35020℃?=m w α
污垢热阻 w m R w m R so /1072.1,/104394.32424si ℃℃??=??=-- 所以管壁导热系数)/(45℃?=m w λ
)/(2683001
000172.00225.045025.00025.002.0025.0000344.002.05689025.01
1
1
℃?=+
+??+?+?=
?++++?=
m w R d bd di d R d d K o
so m o o si si i o λ.
计算传热面积
23
7539
268106.778m t K Q S m =??=?='
考虑到15%的面积裕废 23.8615.175m S =?=
工艺结构尺寸的计算
（1）管径和管内流速
选用Φ25×传热管（碳钢）.取管内流速u i =s （2）管程数和传热管数
()4925
.102.0785.036009943.687004
22=???=
=
u
d v
n i s π
根 按单程管计算.所需的传热管长度为 m n d S L s 4.2249
025.014.33
.860=??==
π 按单程管计算.设计传热管过长.宜采用多管程结构.现取传热管长l=6m,则
该换热器管程数为46
4
.22p ≈==l L N 管程。
所以传热管总根数N=49×4=196根。 （3）平均传热温差校正及壳程数
平均传热温差校正系数：091.030
14030
4010304040140=--==--=P R ，
按单壳程.双管程结构.温差校正系数应查有关图标.但R=10的点在图上难以读出.因而相应以R 1代替代替P.查同一图线.可得ΦΔt=,平均传热温差
℃323982.0=?=?Φ?=?m m t t t
（4）传热管排列和分程方法
采用组合排列方法.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a=。则a=×25=≈32（mm)
横过管束中心线的管数根1719619.119.1≈==n n c （5）壳体内径
采用多管程结构.取管板利用率η=.则壳体内径为
m m 5637.0/1963205.17.0/05.1=??==N D α 圆整可取D=600mm.
（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=×600=150mm
取折流板间距B==×600=180mm 。可取折流板间距B=200mm 折流板数N B =传热管长/折流板间距=(6000/200)-1=29块 折流板圆缺面水平配置。 （7）接管
壳程流体进.出口接管：取接管内油品流速为u=s 。则接管内径为
m V
d 074.00
.114.3825
)3600/12626(4u
4=???==
π
取标准管径为Φ78mm ×2mm
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速u=s,则接管内径为：
m d 128.05
.114.3)
9943600/(3.687004=???=
5
取标准管径为Φ132mm ×
换热器核算
（1）热量核算
①壳程对流传热系数。对圆缺形折流板.采用凯恩公式
14
.003
1
55.0036.0???
?
??=μμλ
αr e P R de
当量直径.由正三角形排列得
m d d a d e 020.0025
.014.3025.04032.023********
202=??
??????-?=????
?
?-=πππ
壳程流通截面积：
2
0002625.0032.0025.016.02.01m a d BD S =??? ??-??=??? ?
?-=
壳程流体流速极其雷诺数分别为：
()3738
000715
.0825162.002.0/162.002625
.0825360012626=??==?=
e so R s m u
普兰特准数：
34.1114
.010*******.26
3=???=-r P
所以黏度校正 95.014
.0=?
??
?
??w μμ
()
℃
?=????=???
? ??=?231
55.014
.03
1
55
.00/9.49595.034.11373802
.014
.036.036.0m w P R d w r eo e μμλ
②管程对流传热系数 4
.08.0i 023
.0r e i
i
P R d λ=?
管程流通截面积：22i 031.02
196
02.0785.0m S =??=
管程流体流速及其雷诺数和普兰特准数：s m /62.0031
.0)9943600/(3.68700i =?=μ
73
.4626.010725.01008.417001
10725.0994
62.002.03
33
=???==???=--r ei P R
[]
℃）
?=???
=?∴24.08.0i /(324873.41700102
.0626
.0023.0m w ③传热系数K
[]
℃）?=+
+??+?+?=
?++++?=
20
00/(3269.4951
000172.00225.045025.00025.0020.0025.0000344.002.03248025.01
1
1
m w R d bd d d R d d K so m i si i i o λ
④传热面积S
23
64.7432
326106.778m t K Q S m =??=?=
该换热器的实际传热面积S p
()20309.84171966025.014.3m lN d S P =-???==π
%6.12%10064
.7664
.76309.84=?-=-=
∴S S S H P 传热面积裕度合适.该换热器能够完成生产任务。 （2）换热器内流体的流动阻力 ①管程流动阻力
2
,2,
5.1,4,1)(2
22121u p u d l p F N N N N F p p p
i t p S P
s t i
ρξ
ρλ=??=?===?+?=?∑
由Re=17001.传热管相对粗糙度20=.查莫狄图得λi = 流速u i =s 密度ρ=994kg/m 3 。所以.
Pa 3.20632
62.09940.026×0.036=ΔP12
=??
Pa u P 1.5732
62.0994322
2
2=??==?ρξ
7
Pa P i 4.1581845.1)1.5733.2063(=??+=?∑
管程流动阻力在允许范围内 壳程阻力
s t N F P P P )('
2'1
0?+?=?∑
N s =1 , F t = 流体流经管束的阻力为
2
)
1(2
0'
1u N n Ff P B c ρ+=?
F=,f 0=5×=
n c =17根 ,N B =29块, u 0=s
Pa P 4.21152
162.0825)129(177663.05.02
'
1=??
+???=? 流体流过折流板缺口的阻力：
2
)
25.3(2
0'
2u D B N P B ρ-=?
B=,D=
∴Pa P 5.8892
162.0825)6.02.025.3(292'
2=???-
?=? ∴
Pa P 3455115.1)5.8894.2115(0=??+=?∑
壳程流动阻力也比较适宜。
壁温计算
由于该换热器用循环水冷却.进口温度30℃.出口温度为40℃计算传热管壁
温。另外.由于传热管内侧污垢热阻较大.会使传热管壁温升高.降低了壳体和传热管壁温之差。但在操作初期.污垢热阻较小.壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中.应按最不利的操作条件考虑。因此.取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温.于是
T=(140+40)×1/2=90℃ t=(40+30)×1/2=35℃ α0=(m 2·k)
αi =3248w/(m 2·k)
℃29.429
.49532483248359.4959000=+?+?=?+??+?=i i w t T t
∴Q=℃
壳体壁温和传热壁温之差为Δt==℃＜50℃
一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时.为了克服温差应为必须有温差补偿装置.故不需要设温度补偿装置。
换热器主要结构尺寸和计算结果
各主要结构和尺寸的计算结果见表2-1。
9
第三章结构设计与选用
管箱法兰的选用
法兰的形式
法兰的结构形式：分平焊法兰和对焊法兰。
法兰的密封面形式：分平面、凹凸面和榫槽面。
法兰的结构形式和密封面形式.应根据使用介质、设计压力、设计温度、公称直径等因素来确定。
标准法兰的选用
法兰标准有：
管法兰：HG5001～5028-58和JB74-90-59.
设备法兰：JB1157～1164-82。
接管法兰.本手册规定只按HG5001～5028-58选用。对法兰的结构形式和密封面形式.未作具体规定.由设计者根据使用条件确定。
管箱上的设备法兰.本手册规定：
公称直径Dg≤325mm.按HG5012-58平焊法兰和HG5016-58对焊法兰选用；
公称直径Dg≥400mm.按JB1158-82甲型平焊法兰。JB1159-82乙型平焊法兰和JB1160-82长颈对焊法兰选用。
法兰的密封面采用凹面。
接管法兰的要求
1.凹凸或榫槽密封面的法兰.密封面向下的.一般应设计成凸面或榫面.其他朝向的.则设计成凹面或槽面。
2.重叠式换热器中间接管的法兰密封面.在保证密封的前提下.可采用平面
依工艺条件：按管侧压力和壳侧压力中的较大值.设计温度和公称直径Φ600mm.按JB/T 4701-2000标准选取甲型平焊凹凸面法兰；并确定各结构尺寸见表3-1.结构见图3-1。
表3-1 甲型平焊凹凸面法兰尺寸JB/T 4701-2000 单位：mm
11
图3-1 甲型平焊凹凸面法兰结构尺寸
管箱结构的设计
管箱的作用是把管道中来的流体均匀分布到各传热管中和把管内流体汇集在一起送出换热器。在多程换热器中.管箱还起着改变流体流向的作用。管箱侧或管箱顶部有介质流体的出、入口接管。管箱也有许多种结构形式:
A 型：用于单程和多程管箱。其优点是便于清洗换热器的管程.缺点是管
箱盖结构用材较多.尺寸较大时.需要锻件。因此.国内目前所使用的范围较小。本手册规定用于D g ≤900mm
B 型：用于单程和多程管箱。其优点是结构简单.便于制造；缺点是检修
和清洗换热器的管程时.需将管程上的接管法兰都拆开.并取下整个管箱。国内目前采用最多。
C 型：用于多管程换热器的介质返回管箱。
D 型：用于单管程换热器的管箱。
选用的标准换热器代号是BEM.表示前端管箱为B型标准椭圆封头管箱.后端管箱为M型标准椭圆封头管箱.管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器.支座为鞍式支座；选材为20号碳钢。
图3-2 B型标准椭圆封头管箱
M型标准椭圆封头管箱是和B型标准椭圆封头管箱相似的固定管板结构。
选用B型封头管箱（见图3-3）.因换热器直径较小.且为四管程.管箱的最小长度：
图3-3 B型封头管箱
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
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
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。
《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)
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 -
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。因为使用条件的不同，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)
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：
二、列管式换热器设计任务书 （一）、设计题目： 列管式换热器设计 （二）、设计任务及操作条件 1、设计任务 处理能力： 20万吨/年 设备型式： 列管式 2、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 20℃ 出口温度 40℃ （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）煤油定性温度下的物性数据 ( ) () C m W C kg kJ c s Pa m kg o c o pc c c ?=?=??==-/14.0/22.21005.7/82543λμρ （5）每年按330天计算，每天24小时连续运行。 （三）、设计内容 1、概述 2、设计方案的选择 3、确定物理性质数据 4、设计计算 （1） 计算总传热系数 （2） 计算传热面积 5、主要设备工艺尺寸设计 （1）管径尺寸和管内流速的确定 （2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 （3）接管尺寸的确定 6、设计结果汇总
7、工艺流程图及换热器工艺条件图 8、设计评述 （四）、图纸要求 A3图纸 三、概述 3.1换热器概述[1] 热器（英语翻译：heat exchanger），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。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。 3.2.列管式换热器概述[1] 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结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。 在列管式换热器中，管束的表面积即为该换热器所具有的传热面积。当传热面积较大，管子数目较多时，为了提高管内流体的流速，增大管内一侧流体的传热膜系数，常将全部管子平均分成若干组，流体每次只流经一组管子，即采用多管程结构。其方法是在封头内装设隔板，在一端的封头内装设一块隔板，便成二管程；在进口端装两块挡板，另一端装一块隔板，便成四管程；如此，还可以设置其他多管程，但过多使流体阻力增大，隔板占有分布管面积，而使传热面积减小。 列管换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管换热器，不锈钢列管换热器和碳钢与不锈钢混合列管换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U 型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程。 四、工艺设计及主要设备设计 4.1确定设计方案 4.1.1选择换热器的类型[4] 在本次设计任务中，两流体温度变化情况：热流体（煤油）进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体(循环水)进口温度20℃，出口温度40℃。该换热器用循环水冷却介质，受环境影响，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，且管束与管壳之间的温差较大会产生不同热膨胀，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。 4.1.2流程安排