热交换器温度控制系统课程设计报告书

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：3000吨/日设备型式：固定管板式换热器2、操作条件（1）苯：入口温度80.1℃出口温度40℃（2）冷却介质：循环水入口温度25℃出口温度35℃（3）允许压降：管程不大于30kPa壳程不大于30kPa三、设计内容（一）、概述目前板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。

板式换热器的优点(1) 换热效率高,热损失小在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000～4000 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3～5倍。

设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。

完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3～1/ 4。

(2) 占地面积小重量轻除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。

换热所用板片的厚度仅为0. 6～0. 8mm。

同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。

(3) 污垢系数低流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。

(4) 检修、清洗方便换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。

(5) 产品适用面广设备最高耐温可达180 ℃, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。

各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。

当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其在较为复杂工况中的使用。

同时由于板片通道较小,也不适宜用于杂质较多,颗粒较大的介质。

换热器温度控制系统简单控制系统方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录目录 (2)1、题目................................................................................................................. 错误!未定义书签。

2、换热器概述..................................................................................................... 错误!未定义书签。

换热器的用途............................................................................................... 错误!未定义书签。

换热器的工作原理及工艺流程图............................................................... 错误!未定义书签。

3、控制系统 (3)控制系统的选择 (3)工艺流程图和系统方框图 (3)4、被控对象特性研究 (4)被控变量的选择 (4)操纵变量的选择 (4)被控对象特性 (5)调节器的调节规律的选择 (6)5、过程检测控制仪表的选用 (7)测温元件及变送器 (7)执行器 (10)调节器 (12)、仪表型号清单列表 (12)6、系统方块图 (13)7、调节控制参数，进行参数整定及系统仿真，分析系统性能 (13)调节控制参数 (13)PID参数整定及系统仿真 (14)系统性能分析 (16)8、参考文献 (17)1、题目热交换器出口温度的控制。

2、换热器概述换热器的用途换热器又叫做热交换器（heat exchanger），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。

列管换热器课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握列管换热器的基本原理、结构、类型、性能以及工程应用。

具体包括：1.知识目标：（1）了解列管换热器的定义、分类和性能；（2）掌握列管换热器的基本结构和工作原理；（3）熟悉列管换热器的设计和计算方法；（4）了解列管换热器在工程中的应用和维护。

2.技能目标：（1）能够分析列管换热器的结构和工作特点；（2）能够运用基本原理进行列管换热器的设计和计算；（3）能够根据工程需求选择合适的列管换热器类型；（4）能够对列管换热器进行正常的操作和维护。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对列管换热器技术的兴趣和热情；（2）培养学生具备工程思维和创新能力；（3）培养学生具有良好的团队合作和沟通能力。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.列管换热器的定义、分类和性能；2.列管换热器的基本结构和工作原理；3.列管换热器的设计和计算方法；4.列管换热器在工程中的应用和维护；5.列管换热器技术的最新发展动态。

教学大纲安排如下：第1周：列管换热器的定义、分类和性能；第2周：列管换热器的基本结构和工作原理；第3周：列管换热器的设计和计算方法；第4周：列管换热器在工程中的应用和维护；第5周：列管换热器技术的最新发展动态。

三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生了解列管换热器的基本概念、原理和计算方法；2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生掌握列管换热器在工程中的应用；3.实验法：通过实验操作，使学生了解列管换热器的工作原理和性能；4.讨论法：通过小组讨论，培养学生团队合作和沟通能力。

四、教学资源教学资源包括：1.教材：选用《列管换热器》一书作为主要教材；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，供学生自主学习；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段；4.实验设备：准备列管换热器实验装置，供学生进行实验操作。

一 设计任务与条件现试设计一台正戊烷冷凝器，实现正戊烷蒸汽由160C ︒冷却至40C ︒，正戊烷的流量为7200h kg /，操作压力为0.175MPa 。

水蒸气的入口水温为30C ︒，出口水温为40C ︒。

二 设计计算〈一〉 确定设计方案 （1） 选择换热器的类型正戊烷蒸汽： 160C ︒→40C ︒ 冷却水： 30C ︒→40C ︒因为壳体与传热管壁温差大于50C ︒，初步确定选用带有补偿圈的固定管板式换热器。

（2）管程安排考虑到冷却水若走壳程由于流速较低易结垢，确定水蒸气走管程正戊烷饱和蒸汽走壳程。

〈二〉确定物性数据正戊烷蒸汽定性温度： 100240160=+=T )(C ︒ 冷却水定性温度： 3524030=+=t )(C ︒正戊烷蒸汽在100℃,0.175MPa 条件下的有关物性数据如下：06.4)1000273(314.8072.01017531=+⨯⨯⨯==RT PM ρ)/(3m kg)/(1057.131,K kg J c p ⋅⨯= )/(0128..01K m W ⋅=λ s Pa ⋅⨯=-5110874.0μ水在35℃时的有关物性数据如下： 31/7.995m kg =ρ )/(10174.431,C kg J c p ︒⋅⨯=)/(6176.01C m W ︒⋅=λ s Pa ⋅⨯=-511075μ 〈三〉估算传热面积 （1）热流量8.376)40160(57.13600/7200,,=-⨯⨯=∆⋅⋅=T c q Q h p h m T )(kW(2)冷却水用量9.32709)3040(10147.43600108.37633,,=-⨯⨯⨯⨯=∆⋅=t c Q q c p T cm )/(h kg （3）平均传热温差，按逆流算3.44304040160ln)3040()40160(=-----=∆m t )(C ︒（4）初算传热面积 由于在高压力下操作，假设)/(1102C m W K ︒⋅=则估算的传热面积为3.773.44110108.3763=⨯⨯=∆=m T t K Q S 估)(2m 〈四〉工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速选用mm mm 5.225⨯φ较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速为s m u i /6.0=。

中南大学化工原理课程设计2010年01月22日目录一、设计题目及原始数据（任务书） (3)二、设计要求 (3)三、列环式换热器形式及特点的简述 (3)四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8)五、换热过程中的有关计算（热负荷、壳层数、总传热系数、传热面积、压强降等等） (10)①物性数据的确定 (14)②总传热系数的计算 (14)③传热面积的计算 (16)④工艺结构尺寸的计算 (16)⑤换热器的核算 (18)六、设计结果概要表（主要设备尺寸、衡算结果等等） (22)七、主体设备计算及其说明 (22)八、主体设备装置图的绘制 (33)九、课程设计的收获及感想 (33)十、附表及设计过程中主要符号说明 (37)十一、参考文献 (40)一、设计题目及原始数据（任务书）1、生产能力：17×104吨/年煤油2、设备形式：列管式换热器3、设计条件：煤油：入口温度140o C，出口温度40 o C冷却介质：自来水，入口温度30o C，出口温度40 o C允许压强降：不大于105Pa每年按330天计，每天24小时连续运行二、设计要求1、选择适宜的列管式换热器并进行核算2、要进行工艺计算3、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等）4、编写设计任务书5、进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。

一剖面图，两个局部放大图。

设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。

）三、列环式换热器形式及特点的简述换热器概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，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。

在工程实践中有时也会存在两种以上的流体参加换热，但它的基本原理与前一种情形并无本质上的区别。

目录一．任务书 (2)1.1.题目1.2.任务及操作条件1.3.列管式换热器的选择与核算1.4．换热器装配图二．概述 (2)2.1.换热器概述2.2.列管式换热器的分类2.3.设计背景及设计要求三．热量设计 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定3.3.确定物性数据3.4.计算总传热系数3.5.计算传热面积四. 机械结构设计 (8)4.1.管径和管内流速4.2.管程数和传热管数4.3.平均传热温差校正及壳程数4.4．管程内径4.5.折流板4.6.接管4.7.管板4.8.换热管4.9.换热管与管板的连接五.换热器核算 (14)5.1.热量核算5.2.压力降核算六. 辅助设备的计算 (19)七．设计结果表汇 (21)八．参考文献 (21)一.化工原理课程设计任务书1.1.题目煤油冷却器的设计1.2.任务及操作条件1.2.1处理能力：12.8×104吨/年煤油1.2.2.设备形式：列管式换热器1.2.3.操作条件(1).煤油：入口温度140℃，出口温度40℃(2).冷却介质：工业硬水，入口温度20℃，出口温度40℃(3).允许压强降：不大于100kPa(4).煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.22kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)(5).每年按330天计，每天24小时连续运行1.3.列管式换热器的选择与核算1.3.1.传热计算1.3.2.管、壳程流体阻力计算1.3.3.管板厚度计算1.3.4.管壳式换热器零部件结构1.4.换热器装配图（见附图）二.概述2.1.换热器概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。

目录1.设计任务书-------------------32.概述与设计方案简介-----------43.工艺及设备设计计算-----------94.辅助设备的计算及选型--------115.设计结果汇总表--------------156.设计评述--------------------157.参考资料--------------------168.主要符号说明----------------169.致谢------------------------161.设计任务书2.概述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。

一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。

管束的壁面即为传热面。

其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。

为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。

折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。

列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。

若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。

2.1换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。

按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。

间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。

在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。

-一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件使煤油从 140℃冷却到40℃,压力 1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为 10t/h,进口温度 20 ℃，出口温度 40 ℃三、设计任务1 合理的参数选择和构造设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书容1 传热面积2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核3 壳体直径4 构造设计包括壁厚5 主要进出口管径确实定包括：冷热流体的进出口管6 流程图〔以图的形式，并给出各局部尺寸〕及构造尺寸汇总〔以表的形式〕7 评价之8 参考文献一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，到达让学生了解该换热器的构造特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的根本原理，选择流程，确定换热器的根本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。

总之，通过设计到达让学生自己动手发展设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。

二、设计的指导思想1 构造设计应满足工艺要求2 构造简单合理，操作调节方便，运行安全可靠3 设计符合现行国家标准等4 安装、维修方便三、设计要求1 计算正确，分析认证充分，准确2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，往往需要将各种石油产品〔如汽油、煤油、柴油等〕进展冷却，本设计以某厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。

五、参考文献1 化工过程及设备设计，华南工学院， 19862 传热设备及工业炉，化学工程手册第 8 篇， 19873 化工设备设计手册编写组. 金属设备， 1975-4 尾英郎〔日〕等，徐忠权译，热交换设计物册， 19815 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业.六、设计思量题1 设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？4 说明列管式换热器的选型计算步骤？5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原那末确定的？6 说明常用换热管的标准规格〔批管径和管长〕。

广西工业职业技术学院《化工单元操作技术》课程设计说明书题目：原油预热器的设计系部：石油与化学工程系班级：化工1231学号：姓名：指导教师：樊丁珲时间：2013年6月目录§一.任务书 (2)1.1.题目1.2.任务及操作条件1.3.列管式换热器的选择与核算§二.概述 (3)2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计背景及设计要求§三.热量设计 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定3.3.确定物性数据3.4.计算总传热系数3.5.计算传热面积§四. 机械结构设计 (9)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.壳程内径及换热管选型汇总4.4.折流板4.6.接管4.7.壁厚的确定、封头4.8.管板4.9.换热管4.10.分程隔板4.11拉杆4.12.换热管与管板的连接4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型)4.14.膨胀节的设定讨论§五.换热器核算 (21)5.1.热量核算5.2.压力降核算§六. 设计结果表汇 (28)§七参考文献 (29)§附：化工原理课程设计之心得体会 (30)§一.课程设计任务书1.1.题目煤油冷却器的设计1.2.任务及操作条件1.2.1处理能力：40t/h 煤油1.2.2.设备形式：列管式换热器1.2.3.操作条件(1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃(2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃(3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa(4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)1.3.列管式换热器的选择与核算1.3.1.传热计算1.3.2.管、壳程流体阻力计算1.3.3.管壳式换热器零部件结构§二.概述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。

温度控制系统设计方案梅欢杰AP0904227谭兆聪AP0904228王耿禄AP0904229设计要求：1、大体要求①容器内环境温度设定范围：，最小区分度为1℃；②当容器内环境温度降低时（例如用电扇降温），温度控制的静态误差≤1℃；③显示容器内环境的实际温度。

2、发挥部份①采用适当的控制方式，当设定容器内环境温度突变（由30℃提高到50℃）时，减小系统的调节时刻和超调量，同时自动打印其温度随时刻转变的曲线；②温度控制的静态误差≤0.2℃；③采用发光二极管光柱形式和数码形式显示白炽灯灯壁上的温度；④其它。

大体设计思路：由题目要求可知，本系统对温度控制的精度要求比较高，因此考虑利用PID 控制来控制系统温度，而热源的控制采用PWM波来进行精准控制。

由温度传感器来传回温度数据，由单片机处置数据并发出相应的动作，从而保证温度的恒定。

方案论证：（1）温度传感器DS18B20是达拉斯公司生产的数字温度传感器，测温范围在－55℃～＋125℃，采用单总线通信微处置器连接时仅需要一条口线即可实现微处置器与DS18B20的双向通信。

精度能够达到0.0625℃。

（2）主控芯片 51系列的8位单片机 （3）显示及键盘LCD1602液晶显示。

89S52单片机温 度 信 号 采 集 电 路温度控制驱动电路电热元件单片机控制部分供电加热部分供电系统设计概要：（1）系统外形缩略图（3）PID算法PID算法是本程序中的核心部份。

咱们采用PID模糊控制技术,通过Pvar、Ivar、Dvar（比例、积分、微分）三方面的结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。

其原理如下：本系统的温度控制器的电热元件之一是发烧丝。

发烧丝通过电流加热时，内部温度都很高。

当容器内温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热。

但这时发烧丝的温度会高于设定温度，发烧丝还将会对被加热的器件进行加热，即便温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。

温度控制系统设计报告
本报告介绍了一个温度控制系统的设计，该系统能够有效地控制物品的温度。

该温度控制系统包含一组家用温度传感器、一个微处理器控制电路和一个和温度传感器系统相连接的温度控制装置。

家用温度传感器用于测量室内温度，它们具有良好的响应性能和精度。

微处理器电路通过收集来自多个温度传感器的信号来控制温度控制装置。

温度控制装置是一种热力学设备，采用电热管来控制室内温度，并自动调整电热管的输出功率，实现所需的温度控制。

该系统的特点有：
1. 设计简单，结构合理，易于安装、操作和维护；
2. 温度传感器有良好的响应性能和精度，可以控制精度达到0.5℃；
3. 控制电路可以稳健地进行温度控制，具有高可靠性。

本文研究了温度控制系统的构成、组成部分和特点，为进一步改进温度控制系统的精度和可靠性提供了参考依据。

目录欧阳光明（2021.03.07）目录 (1)1、题目错误!未定义书签。

2、换热器概述错误!未定义书签。

2.1换热器的用途错误!未定义书签。

2.2换热器的工作原理及工艺流程图错误!未定义书签。

3、控制系统33.1控制系统的选择 (3)3.2工艺流程图和系统方框图 (3)4、被控对象特性研究44.1 被控变量的选择44.2 把持变量的选择44.3 被控对象特性54.4 调节器的调节规律的选择 (6)5、过程检测控制仪表的选用75.1 测温元件及变送器75.2 执行器105.3 调节器125.4、仪表型号清单列表136、系统方块图137、调节控制参数，进行参数整定及系统仿真，阐发系统性能147.1调节控制参数147.2 PID参数整定及系统仿真147.3 系统性能阐发168、参考文献171、题目热交换器出口温度的控制。

2、换热器概述2.1 换热器的用途换热器又叫做热交换器（heat exchanger），是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部分的通用设备，在生产中占有重要位置。

进行换热的目的主要有下列四种：.使工艺介质达到规定的温度，以使化学反响或其他工艺过程很好的进行；.生产过程中加入吸收的热量或除去放出的热量，使工艺过程能在规定的温度规模内进行；.某些工艺过程需要修改无聊的相态；④.回收热量。

由于换热目的的不合，其被控变量也不完全一样。

在年夜大都情况下，被控变量是温度，为了使被加热的工艺介质达到规定的温度，经常取出温度问被控温度、调节加热蒸汽量使工艺介质出口温度恒定。

对不合的工艺要求，被控变量也可以是流量、压力、液位等。

2.2 换热器的工作原理及工艺流程图换热器的温度控制系统换热器工作原理工艺流程如下：冷流体和热流体辨别通过换热器的管程和壳程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。

热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值邻近。

冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程。

一、 设计题目与参数1.1设计题目：管壳式换热器 1.2设计参数： 流体流量 （t/h ）进口温度（℃）出口温度（℃）运行压力（bar ）水 50 110 90 4 氨153815二、热交换器型式/台数及流动的选择根据已知条件，选定一台<1-2>型管壳式固定管板上式热交换器工作，采用错流方式。

热流体为水，冷流体为氨，由于水比氨更易结垢，并且管侧和壳侧压力和温度都不是很高，因此综合考虑，宜采用管程走水，壳程走氨。

三、设计计算与数据3.1原始数据1.水进口温度：C t ︒=110'12.水出口温度:C t ︒=90"1：3.氨进口温度：C t ︒=15'24.氨出口温度：C t ︒=38"25.水工作表压力:MPa p 4.01=6.氨工作压力:MPa p 5.12=7.水的质量流量:13.89kg/s 50t/h M 1==：3.2流体的物性参数 8.水的定性温度：C t t o m 100)/2t'"(11=+=9.水的比热：1p C =4.220)/(C kg kJ o ⋅ 10.水的密度：1ρ=958.43/m kg11.水的粘度：1μ=s)kg/(m 10282.5-6⋅⨯12.水的导热系数：1λ=0.683)/(C m W o ⋅ 13.水的普朗特数:1r P =1.7514.氨的定性温度：C t t t m ︒=+=''+'=26.5238152222 15. 氨的比热：2p C =4.813)/(C kg kJ o ⋅ 16. 氨的密度：2ρ=600.73/m kg 17. 氨的粘度：2μ=)/(105.1326s m kg ⋅⨯- 18. 氨的导热系数：2λ=0.4656)/(C m W o ⋅19. 氨的普朗特数:2r P =1.37 3.3传热量及平均温差 20.热量损失系数：l η=0.9821.传热量：KW t t C M Q p 1148.8798.090)-(110220.489.13)"'(1111=⨯⨯⨯=-= 22.氨的流量：s kg t t C Q M p /0.38115)-(3810813.4101148.87)(33'1"222=⨯⨯⨯=-= 23.逆流时算数平均温差：C t t t ︒=-=-=∆751590'2''1maxC t t t ︒=-=-=∆7238110''2'1minC t t t c m ︒==∆-∆=∆73.497275ln 72-752min max ,124.参数P 及R ：242.015-10115-38'2'1'2''1==--=t t t t P0.870153890110'2''2''1'1=--=--=t t t t R25.温差修正系数：299.0=ϕ，由<1-2>型图查得26.有效平均温差：C C t tm c m 90.7249.37299.0,1=︒⨯=∆⋅=∆ϕ3.4以外径为准，估算传热面积及传热面结构27.初选传热系数：)/(11002'C m W K ⋅=28.估算传热面积：2''.334190.72011010008.87411m K Q F tm =⨯⨯=∆⋅=29.管子材料及规格：选用碳钢无缝钢管，5.225⨯φ30.管程内水的流速：s m /1.52=ω31.管程所需流通截面：2222009662.01.54.95898.13m M A t =⨯==ωρ32.每程管数：3130.7702.0009662.04422≈=⨯⨯==ππi t d A n ，取31根管子 33.每根管长：m d nZ F l o t 0.349.2025.0231.3341'≈=⨯⨯⨯==ππ,取标准管长3.0m34.管子的排列方式：等边三角形。

课程设计报告-固定管板式换热器一、引言固定管板式换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、石油、冶金、电力、制药等行业。

它主要由管束、壳体和管板组成，通过管板上的管束和壳体内的流体进行传热。

本报告旨在设计并分析一台固定管板式换热器的性能。

首先，我们将描述换热器的结构和工作原理，然后详细介绍设计过程中的关键步骤和计算方法，最后分析设计结果并提出改进措施。

二、换热器结构和工作原理固定管板式换热器由壳体、管束和管板组成。

壳体是固定管板式换热器的外部结构，通过壳体两侧的进出口与管板上的管束连接。

管束是由许多平行管子组成，通常采用平行排列的方式，以增加热交换面积。

管板则用于固定管束，并将流体引导到正确的通道。

换热器的工作原理是通过管板上的管束和壳腔中的流体进行传热。

冷流体通过管束的外壁流动，而热流体则通过管束内部流动。

在过程中，热量从热流体传递到冷流体，使得冷流体温度升高，而热流体温度降低。

三、设计过程和计算方法1.确定换热器的工作参数：包括流体的流量、进出口温度和压力等。

2.根据流体的物性参数，计算流体的传热和流动特性：如传热系数、摩擦因子、雷诺数等。

3.根据传热和流动特性，确定管束和壳体的尺寸：包括管外径、管长、管板孔径和壳体尺寸等。

4.根据换热器尺寸，计算热交换面积和压降。

5.根据热交换面积和温度差，计算换热器的传热效率。

四、分析设计结果通过以上的设计过程，我们可以得到固定管板式换热器的性能参数。

根据实际应用需求，我们需要评估换热器的传热效率、压降和可靠性。

传热效率是评估换热器性能的重要指标。

根据设计参数和计算结果，我们可以比较传热效率与设计目标的差距，从而评估换热器的传热性能。

压降是衡量换热器运行能力的指标之一、较大的压降会导致流体流速增加，增加管壁与流体之间的摩擦，从而降低传热效率。

因此，在设计过程中需要考虑压降的大小，并在合理范围内进行控制。

可靠性是评估换热器使用寿命和运行稳定性的指标之一、设计合理的固定管板式换热器应具有较好的抗腐蚀性、耐久性和维修性。

目录一．设计任务书 (2)二．设计方案简介 (3)1.概述 (3)2.选择换热器类型 (4)3.管程安排 (8)4.流向的选择 (9)5.流速的选择 (9)6.材质的选择 (9)7.管程结构 (9)8．壳程结构 (10)三．工艺计算及主要设备设计 (12)1.确定物性数据 (12)2.估算传热面积 (13)3.选择管径和管内流速 (14)4.选取管长、确定管程数和总管数 (15)5.平均传热温差校正及壳程数 (15)6.传热管的排列和分程方法 (16)7.壳体内径 (16)8.折流板 (17)四．换热器主要传热参数核算 (17)1.热流量核算 (17)2.壁温核算 (20)3.换热器内流体的流动阻力 (21)五．换热器主要结构尺寸和计算结果 (24)六 .附图 (25)七．主要符号介绍 (26)七．自我评价 (26)八参考资料 (27)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、处理能力 1.8×104吨/年2、设备型式列管式换热器3、操作条件（1）釜残液：重油，入口温度102℃，出口温度40℃（2）冷却介质：井水（3）换热器的管程和壳程压强降：不大于50k Pa （4）重油平均温度下的物性参数：（5）一年工作时间按330天计算，每天工作24小时二、设计方案简介1 概述完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件传热量、流体的热力学参数（温度、压力、流量、相态等）与物理化学性质（密度、粘度、腐蚀性等）是工艺过程所规定的条件。

设计者应根据这些条件进行热力学和流体力学的计算，经过反复比较，使所设计的换热器具有尽可能小的传热面积，在单位时间内传递尽可能多的热量。

其具体做法如下：①增大传热系数。

在综合考虑流体阻力及不发生流体诱发振动的前提下，尽量选择高的流速。

②提高平均温差。

对于无相变的流体，尽量采用接近逆流的传热方式。

河北⼯业⼤学热交换器课程设计⼀、设计题⽬及参数1.1设计题⽬：管壳式热交换器。

1.2设计参数：流体流量（t/h) 进⼝温度（℃）出⼝温度（℃）运⾏压⼒（bar）R-12 75 0 25 10⽔- 40 25 2⼆：⽅案确定根据已知条件，暂定两台<1-2>型管壳式热交换器串联⼯作，采⽤逆流⽅式，由于R12压⼒⾼使其在管内流动。

三：设计计算3.1 原始数据1.⽔的进⼝温度：t1’=40℃2. ⽔的出⼝温度：t1’’=25℃3.R12的进⼝温度：t2’=0℃4.R12的出⼝温度：t2’’=25℃5.⽔的⼯作表压⼒：0.2Mpa6.R12的⼯作表压⼒：1.0Mpa7.R12的质量流量：20.83kg/ss kg t t C Q M P /83.2097.0)2540(174.48.496)('1''1112=?-?=-=ηKW t t C M Q p 8.496)025(9539.0360075000)('2''222=-??=-= 3.2流体的物性参数8.⽔的定性温度：C t t t ?=+='254021119.⽔的⽐热：Cp1=4.174 kJ/kg ℃ 10.⽔的密度：ρ1=994.8 kg/m3 11.⽔的粘度：µ1=7.64×10-412.⽔的导热系数：λ1=0.622 W/m ℃ 13.⽔的普朗特数:Pr1=5.14 14.R12的定性温度：C t t t ?=+=''+'=5.122250222215.R12的⽐热：Cp2=0.9539 kJ/kg ℃ 16.R12的密度：ρ2=1355.77 kg/m3 17.R12的粘度：µ2=2.74×10-4 18.R12的导热系数：λ2=0.0726 W/m ℃ 19.R12的普朗特数:Pr2=3.5753.3传热量及平均温差20.热量损失系数：η=0.97 21.传热量：22.冷却⽔流量：23.逆流时对数平均温差：C t t t t t c m ?=-=-?=?6.191525ln 1525)ln(minmax min max ,1625.0040025'2''2''1'1=--=--=t t t t P 6.00252540'2''2''1'1=--=--=t t t t R24.参数P 及R ：25.温差修正系数：975.0=?，由<2-4>型公式计算。

化工原理课程设计-热交换器引言热交换器是化工工艺中常用的一种设备，其作用是实现热量的交换，从而实现能量的转移。

本文将从热交换器的原理、设计要点、性能评价等方面进行介绍和讨论。

一、热交换器的原理热交换器是通过两个介质之间的热传导来实现能量转移的设备。

它由一个或多个传热表面组成，介质在这些表面上相互接触，并通过传热表面之间的热传导来实现热量的传递。

根据介质的流动方式，热交换器可以分为管壳式热交换器和板式热交换器。

1.1 管壳式热交换器管壳式热交换器是目前最常用的一种热交换器。

它由一个管子和一个外壳组成，在外壳内部通过一个或多个管子，介质在管子内部流动，通过管子和外壳之间的热传导来实现热量的传递。

管壳式热交换器结构简单、可靠性高，广泛应用于化工、制冷等领域。

1.2 板式热交换器板式热交换器是近年来发展起来的一种新型热交换器。

它由一系列平行排列的波纹板组成，流体通过波纹板之间的间隙流动，通过波纹板的热传导来实现热量的传递。

板式热交换器具有传热效率高、体积小、重量轻等优点，因此在化工工艺中得到广泛应用。

二、热交换器的设计要点热交换器的设计是化工工艺中非常重要的一部分，设计的好坏直接影响到热交换器的性能。

下面将介绍热交换器设计的几个关键要点。

2.1 热传导热传导是热交换器实现热量传递的基本方式。

在设计热交换器时，需要考虑介质之间的热传导系数、传热表面的材料、传热表面的形状等因素，并通过合理的设计来提高热传导效率。

2.2 流体流动流体的流动方式对热交换器的传热效果有着重要影响。

在设计热交换器时，需要考虑流体的流动速度、流动的方式（如层流、湍流）、流体的阻力等因素，并通过合理的设计来优化流体的流动方式，提高传热效率。

2.3 温度差温度差是热交换器实现热量转移的驱动力。

在设计热交换器时，需要考虑介质之间的温度差、介质的流量、介质的性质等因素，并通过合理的设计来控制温度差，提高传热效率。

2.4 材料选择热交换器的材料选择直接影响到其耐腐蚀性、耐高温性、传热效率等性能。

热交换器原理与设计第四版课程设计一、课程概述本课程是热交换器原理与设计的第四版课程设计，旨在让学生深入了解热交换器的工作原理及设计方法，培养学生的实践能力和创新思维。

本课程主要包括以下几个方面的内容：1.热交换器的基本原理和分类；2.热传导和流体力学基础；3.热交换器的设计计算方法；4.热交换器的模拟与优化；5.热交换器的材料选择和制造工艺。

通过本门课程的学习，学生将掌握热交换器的工作原理和设计方法，能够设计和优化不同类型的热交换器，并且能够熟练掌握热交换器的制造工艺。

二、课程教学大纲1. 热交换器的基本原理和分类1.1 热交换器的概述1.2 热交换器的分类1.3 热交换器的工作原理1.4 热交换器的性能参数2. 热传导和流体力学基础2.1 热传导基础2.2 流体力学基础2.3 热交换器的传热分析3. 热交换器的设计计算方法3.1 热交换器的换热面积计算3.2 热交换器的传热系数计算3.3 热交换器的压降计算4. 热交换器的模拟与优化4.1 热交换器的模拟方法4.2 热交换器的优化设计4.3 热交换器的性能评估5. 热交换器的材料选择和制造工艺5.1 热交换器材料的选择5.2 热交换器的制造工艺5.3 热交换器的维护和保养三、课程设计要求本次课程设计要求学生根据所学知识，设计一种新型的热交换器，并进行模拟和优化。

要求如下：1.设计一种结构简单、性能优良的新型热交换器；2.进行热传导和流体力学分析，并给出计算结果；3.进行热交换器的模拟，并对模拟数据进行评估；4.对设计结果进行优化，并给出优化方案；5.撰写设计报告，详细介绍热交换器的设计过程和结果。

四、参考资料1.热传导与传热学，裴乃正，高等教育出版社，2002年；2.热交换原理与工艺，吕光彪，清华大学出版社，2008年；3.热力学基础，黄思国，高等教育出版社，2010年；4.热交换过程强化，魏都督，清华大学出版社，2014年。

以上参考资料仅供参考，学生可以自行查找相关资料，并按照教师要求撰写设计报告。