化工原理课程设计--用水冷却煤油产品的列管式换热器的工艺设计

《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、原始数据及操作条件1、处理能力8万吨/年2、设备形式列管式3、煤油T入= 140℃，T出= 40℃4、冷水T入= 25℃，T出= 40℃5、⊿P<=105Pa6、煤油ρ=825Kg/m3，η=7.15×10-4Pa.S C V=2.22K J/Kg.℃7、λ= 0.14W/（m.℃）8、每年按330天计，24小时/天连续进行。

三、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算，绘制设备条件图（1号）一份，编制一份设计说明书（打印稿），其主要内容包括：1、前言2、生产条件的确定3、换热器的设计计算4、设计结果列表5、设计结果的讨论与说明6、注明参考和使用的设计资料7、结束语《化工原理》课程设计说明书一、前言在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是这些行业的通用设备，并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，因而对换热器的要求也日益加强。

换热器的设计、制造、结构改进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。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。

在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器大的机构尺寸。

列管式换热器的应用已有很悠久的历史。

在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。

列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。

目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。

列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。

固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。

但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。

XX大学XX学院化工原理课程设计班级姓名学号指导教师 ____二零一X年X月X日化工原理课程设计任务书皖西学院生物与制药工程学院课程设计说明书题目：水冷却煤油列管式换热器的设计课程：化工原理系（部）：专业：班级：学生姓名：学号：指导教师：完成日期：课程设计说明书目录第一章设计资料一、设计简介 (5)二、设计任务、参数和质量标准 (7)第二章工艺设计与说明一、工艺流程图 (8)二、工艺说明 (8)第三章物料衡算、能量衡算与设备选型一、物料衡算 (9)二、能量衡算 (11)三、主要设备选型 (13)第四章结论与分析结论与分析 (15)第五章设计总结设计总结 (17)参考文献 (17)第一章设计资料一、设计简介换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产应用更为广泛。

在化工厂中换热器可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

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。

根据操作条件设计出符合条件的换热器，设计方案的确定包括换热器形式的选择，加热剂或冷却剂的选择，流体流入换热器的空间以及流体速度的选择。

本课程设计是根据任务给出的操作目的及条件、任务，合理设计适当的换热器类型，以满足生产要求。

1、固定板式换热器（代号G）设备型号内容有：壳体公称直径（mm），管程数，公称压力(×9.81×104 Pa)，公称换热面积（m2），如G800I-6-100型换热器，G表示固定板式列管换热器，壳体公称直径为800mm，管程数为1，公称压力为6×9.81×104 Pa，换热面积为100m22、浮头式列管换热器（代号F）设备型号内容有：壳体公称直径（mm），传热面积（m2），承受压力（×9.81×104 Pa），管程数，如F A600-13-16-2型换热器，F代表浮头是列管换热器，B表示换热器为管径错误!未找到引用源。

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食品营养与检测学生姓名学号指导教师二O O年12 月31 日目录1．设计任务 ----------------- 12. 设计计算 ----------------- 2（1）确定设计方案 ---------------------- 2（2）确定物性系数-------------------------- 2（3）计算总传热系数 ------------------- 3 （4）计算传热面积--------------------------- 4（5）工艺结构尺寸--------------------------- 4（6）换热器核算 ------------------------ 53. 换热器主要结构尺寸和计算结果表1 9煤油冷却器的设计列管式换热器【设计任务】一、设计题目列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件（1）处理能力: M*103 t/Y（其中：Ｍ＝30+学号后两位）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110℃，出口温度60℃。

②冷却介质：循环水，入口温度29℃，出口温度39℃。

③允许压降：不大于105 Pa。

④煤油定性温度下的物性数据：定压比热容＝3.297kJ/(kg.℃)导热系数＝0.0279 W/(m.0C)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。

（4）建厂地址蚌埠地区三、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。

【设计计算】一、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口为温度110℃，出口温度60℃；冷流体（循环水）进口温度29℃，出口温度39℃。

该换热器用循环水冷却，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度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。

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。

化工课程设计--用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计化工原理课程设计设计书专业年级 2011级应用化学小组成员指导教师日期 2014-5-27目录目录…………………………………………………第一章设计任务书 (1)第二章概述 (2)第三章结构设计与说明 (4)第四章换热器的设计计算 (5)第五章总结 (16)第六章参考文献 (18)第一章设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计任务使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar(100kpa) ,冷却剂为水，水压力为3bar(300kpa)，处理量为10t/h。

三、设计任务1 合理的参数选择和结构设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容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 结构设计包括流体壁厚5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管五、设计进度1 设计动员，下达设计任务书 0.5天2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5-6天4 绘图 3-4天5 整理，抄写说明书 2天第二章概述化工生产中,无论是化学过程还是物理过程,几乎都需要热量的引入和导出.例如在绝大多数化学反应过程和物理过程都是在一定温度下进行的,为了使物系达到并保持指定的温度,就要预先对物料进行加热或冷却,并在很多过程进行时,也要及时取走过程放出的热量或补充过程吸收的热量.工业上用于传热过程的基本设备称为换热器.在化工生产中,最常见的是两流体间的热交换.而且多是间壁式换热,两流体不接触,不混合.冷热两流体在传热是被固体壁面(传热面)所隔开,两流体分别在壁画两侧流动.典型的换热器有套管式换热器和列管式换热器. 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。

化工原理课程设计列管式换热器设计要求：设计一个列管式换热器，实现两种不同温度的流体之间的热量传递。

设计要求如下：1. 列管式换热器采用直管式结构，热传导介质为水和油；2. 设计流量分别为水流量 Q1 = 500 L/h，油流量 Q2 = 300 L/h；3. 设计温度分别为水的进口温度 T1i = 80℃，油的进口温度T2i = 120℃；4. 确定水的出口温度 T1o 和油的出口温度 T2o；5. 选择合适的换热器材料，确保换热效果良好；6. 根据设计参数计算所需的换热面积 A 和换热效率η。

设计方案：1. 确定管径和管长：首先根据水和油的流量和温度差，计算所需的换热面积。

然后确定换热器的尺寸，其中包括管径和管长。

2. 选择换热器材料：根据换热介质的性质和工作条件，选择合适的换热器材料，例如不锈钢。

3. 计算出口温度：根据热平衡原理，计算水和油的出口温度。

假设换热器满足热平衡条件，即水的热量损失等于油的热量增加。

4. 计算换热面积：根据换热器的尺寸和热传导方程，计算所需的换热面积。

5. 计算换热效率：根据热平衡原理和换热器的热传导性能，计算换热效率。

实施步骤：1. 根据设计流量和温度差，计算所需的换热面积。

假设水和油的传热系数均为常数，可以使用换热传导方程进行计算。

2. 根据所需的换热面积和理论计算值，选择合适的换热器尺寸。

3. 根据所选换热器材料，计算换热器的尺寸和管径。

假设管壁温度近似等于流体温度。

4. 根据热平衡原理，计算出口温度。

假设热平衡条件满足，即水的热量损失等于油的热量增加。

5. 根据所选材料和尺寸，计算换热效率。

假设换热器的热传导系数为常数，使用换热效率计算公式进行计算。

总结：本课程设计主要针对列管式换热器的设计，通过选择合适的换热器材料和计算换热器的尺寸，实现了水和油之间的热量传递。

根据设计要求，通过计算出口温度和换热效率，验证了设计方案的合理性。

设计过程需要考虑多方面的因素，如流体性质、流量和温度差等。

一、课程设计要求1、课程背景水冷却苯列管式换热器，是一种用水作为冷却剂的换热器，其结构简单，体积小，重量轻，安装方便，维护方便，制造成本低，使用寿命长，是一种常用的换热设备。

水冷却苯列管式换热器的热交换效果良好，可以有效地降低系统的运行成本，提高系统的性能。

2、课程目标（1）了解水冷却苯列管式换热器的结构特点；（2）学习水冷却苯列管式换热器的工作原理；（3）掌握水冷却苯列管式换热器的设计及选型方法；（4）掌握水冷却苯列管式换热器的安装及维护方法。

3、课程内容（1）水冷却苯列管式换热器的结构特点：水冷却苯列管式换热器由冷却水管、苯列管、热交换管、热交换器等组成。

冷却水管是将冷却水从水泵流入换热器的主要组成部分，苯列管是将冷却水从换热器流出的主要组成部分，热交换管是将热量从一侧转移到另一侧的主要组成部分，热交换器是将热量从一侧转移到另一侧的主要组成部分。

（2）水冷却苯列管式换热器的工作原理：水冷却苯列管式换热器的工作原理是将冷却水从水泵流入换热器，经过热交换管和热交换器，将热量从一侧转移到另一侧，冷却水经过苯列管流出换热器，从而达到冷却的目的。

（3）水冷却苯列管式换热器的设计及选型：设计水冷却苯列管式换热器时，需要考虑换热器的热量转移量、流量、压降、冷却水的温度等，以确定换热器的结构及尺寸，并考虑换热器的工作条件，选择合适的材料，确定换热器的设计及选型。

（4）水冷却苯列管式换热器的安装及维护：安装水冷却苯列管式换热器时，应注意换热器的安装位置，以确保换热器的正常运行，并应注意防止换热器的振动及冲击，以减少换热器的损坏。

维护水冷却苯列管式换热器时，应定期检查换热器的工作状态，及时清洗换热器内部的污垢，以确保换热器的正常运行。

二、实验设计1、实验目的（1）了解水冷却苯列管式换热器的热性能；（2）熟悉水冷却苯列管式换热器的安装及维护方法。

2、实验内容（1）测量水冷却苯列管式换热器的热性能：实验中，使用热量计测量水冷却苯列管式换热器的热量转移量、流量、压降、冷却水的温度等，以确定换热器的热性能。

化工原理课程设计设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计实用文档目录（一）综述 (2)1.换热器类型 (2)2.换热器的主要用途........................ (2)（二）课程任务设计书 (3)1.设计题目 (3)2.设计条件 (3)（三）设计方案简介 (4)1.流动空间的确定 (4)2.定性温度 (4)3.水和煤油的物理性质 (4)（四）计算总的传热系数 (4)1.热流量及温度计算 (4)2.平均温度校正 (5) (5)3.确定总的传热系数K估4.选择换热器类型 (5)（五）换热总传热系数核算 (6)1.壳程对流传热系数 (6)实用文档2. 管程对流传热系数 (7)3. 污垢热阻 (8)4.传热系数K (8)（六）计算传热面积裕度 (8)1.换热器实际面积 (8)2.面积裕度 (8)（七）核算压强降 (8)1.管程压力降的核算 (8)2.壳程压力降核算 (9)（八）设计结果总览 (11)（九）实验心得 (11)（十）参考文献 (12)（一）综述实用文档换热器的分类与比较，根据冷、热流体热量交换的原理和方式，器基本上可分为三大类即间壁式混合式和蓄热式，其中间壁式换热器应用最多，所以主要讨论此类换热器。

1.换热器的主要类型表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。

蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

化工原理课程设计设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计设计者：班级：指导教师：设计成绩：计算说明书图纸总分日期：设计任务书一、设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计二、设计条件(1)煤油处理量：16吨/小时进口温度：130℃出口温度：40℃压强降：＜101.3kPa(2)冷却水进口温度：10-20 ℃出口温度：30-40℃压强降：＜101.3kPa三、设计任务：(1)根据设计条件选择合适的换热器型号，并核算换热面积、压力降是否满足要求，并设计管道与壳体的连接，管板与壳体的连接、折流板等。

(2)绘制列管式换热器的装配图。

(3)编写课程设计说明书。

目录一、设计条件 (4)二、设计说明书 (4)1、设计原则： (4)（1）满足工艺和操作的要求 (4)（2）满足经济上的要求 (4)（3）保证安全生产 (4)2、设计题目及原始数据 (5)3、论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择 (5)3.1管束及管壳分程 (5)3.2传热管 (5)3.3管子布置 (5)3.4管板 (6)3.5管子与管板的连接 (6)3.6管板与壳体的连接 (6)3.7折流板 (6)3.8壳体直径及厚度 (7)3.9管子在管板上的固定方法 (7)3.10主要附件 (7)3.11材料选用 (7)4、换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等)； (8)4.1初算传热面积 (8)4.2计算换热器的概略尺寸 (8)4.3流体定性温度的确定 (9)4.4总传热系数K的计算 (9)4.5管壁温度 (11)4.6压力损失计算 (11)5、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等) (13)6、参考文献 (14)7、设计评述 (14)一、设计条件1处理能力16吨/小时2.设备型式列管式换热器3.操作条件（1）煤油：入口温度130℃，出口温度40℃（2）冷却介质：自来水，入口温度10~20℃，出口温度30~40℃（3）允许压强降：小于101.3k Pa4.设计项目（1）设计方案简介：A．选择换热器的类型：两流体温的变化情况：热流体进口温度130℃出口温度40℃；冷流体进口温度10℃，出口温度为30℃，该换热器用循环冷却水冷却，初步确定选用列管式换热器。

化工原理课程设计任务书
一．设计题目：水冷却煤油产品的列管式换热器的设计
二．设计条件：
1.处理能力 1.188ⅹ吨/年煤油
2.设备型式列管式换热器
3.操作条件 a.煤油：入口温度120℃，出口温度40℃
b.冷却介质：自来水，入口温度10℃，出口温度30℃
c.允许压强降：不大于1.5ⅹPa
d.每年按330天计，每天24小时连续运行
三．设计参数
确定物性参数
煤油的定性温度 T=(120+40)/2=80℃
密度=810kg/
定压比热容=2.3kJ/kg℃
热导率=0.13W/m℃
粘度=0.91mPa·s
水的定性温度 T=(10+30)/2=20℃
密度=998kg/
定压比热容=4.183kJ/kg℃
热导率=0.5989W/m℃
粘度=1.005mPa·s
四．设计要求
提交设计结果，完成设计说明书。

设计说明说包括：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、参考文献及设计自评表、换热器装配图等。

列管式换热器的设计（化⼯原理课程设计）⽬录§⼀.任务书 (2)1.1.化⼯原理课程设计的重要性1.2.课程设计的基本内容和程序1.3.列管式换热器设计内容1.4.设计任务和操作条件1.5.主要设备结构图1.6.设计进度1.7.设计成绩评分体系§⼆.概述及设计要求 (4)2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计要求§三.设计条件及主要物理参数 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.确定物性参数3.3.计算热流量及平均温差3.4.管程安排(流动空间的选择)及流速确定3.5.计算总传热系数3.6.计算传热⾯积§四. ⼯艺设计计算 (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.换热管选型汇总4.5.换热管4.6.壳体内径4.7.折流板4.8.接管4.9.壁厚的确定、封头4.10.管板§五.换热器核算 (14)5.1.热量核算5.2.壁温核算5.3.流动阻⼒核算§六. 设计结果汇总 (18)§七. 设计评述 (19)§⼋. ⼯艺流程图 (19)§.九.符号说明 (21)§.⼗.参考资料 (22)§⼀.化⼯原理课程设计任务书1.1.化⼯原理课程设计的重要性化⼯原理课程设计是学⽣学完基础课程以及化⼯原理课程以后，进⼀步学习⼯程设计的基础知识，培养学⽣⼯程设计能⼒的重要教学环节，也是学⽣综合运⽤化⼯原理和相关选修课程的知识，联系⽣产实际，完成以单元操作为主的⼀次⼯程设计的实践。

通过这⼀环节，使学⽣掌握单元操作设计的基本程序和⽅法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选⽤公式和数据，运⽤简洁⽂字和⼯程语⾔正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学⽣养成尊重实际问题向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树⽴正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的⼯作作风，提⾼学⽣综合运⽤所学的知识，独⽴解决实际问题的能⼒。

化工原理课程设计-列管式换热器（热水冷却器）化工原理课程设计任务书课题名称列管式换热器(热水冷却器)课题性质工程设计类班级应用化学(一)班学生姓名 XXXXXX学号 20090810030117指导教师 XXXXXX目录目录 ------------------------------------------------------ 2 任务书---------------------------------------------------- 4一(设计题目 ------------------------------------------ 4二(设计的目的 ---------------------------------------- 4三(设计任务及操作条件 -------------------------------- 4四(设计内容 ------------------------------------------ 5 符号说明 -------------------------------------------------- 5 确定设计方案---------------------------------------------- 61.选择换热器类的 -------------------------------------- 62.流程的安排 ------------------------------------------ 6 确定物性数据---------------------------------------------- 6估算换热面积 ------------------------------------------ 81. 热流量 ----------------------------------------- 8 工艺结构尺寸---------------------------------------------- 91. 管径和管内流速 ------------------------------------ 92. 管程数和传热管数 ---------------------------------- 93.平均传热温差校正及壳程数 ---------------------------- 94.传热管排列和分程方法 ------------------------------- 105.壳体内径 ------------------------------------------- 106.折流板---------------------------------------------- 117.其它附件 ------------------------------------------- 118.接管------------------------------------------------ 11 换热器核算----------------------------------------------- 121.热流量核算 ----------------------------------------- 12(1)壳程表面传热系数 ----------------------------- 12(2)关内表面传热系数 ------------------------------- 13(3)污垢热阻和管壁热阻 --------------------------- 13(4)传热系数Kc ------------------------------------- 14(5) 传热面积裕度 -------------------------------- 142.壁温核算 ------------------------------------------- 15换热器内流体的流动阻力 ------------------------------- 16(1)管程流体阻力 --------------------------------- 16(2)壳程阻力 ------------------------------------- 17 换热器主要结构尺寸和计算结果表 -------------------------- 18 参考文献 ------------------------------------------------- 19 设计结果评价--------------------------------------------- 20 总结 ----------------------------------------------------- 22任务书一(设计题目热水冷却器的设计二(设计的目的通过对热水冷却器的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择合适的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。

题目一：用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书《处理量为XXX吨/年XXXXXXXX的工艺设计》设计任务书一、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 合理的参数选择和结构设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容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 结构设计包括壁厚5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管6流程图（以图的形式，并给出各部分尺寸）及结构尺寸汇总（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，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。

总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。

二、设计的指导思想1 结构设计应满足工艺要求2 结构简单合理，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，图签字规范4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，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，19754 尾范英郎（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)化学工业出版社.六、设计思考题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则确定的？6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。

《材料工程原理B》课程设计设计题目：处理量10×104吨/年煤油冷却器的设计专业：班级：学号：姓名：日期：指导教师：设计成绩：日期：设计任务书目录一、概述 0二、设计方案说明 02.1 列管式换热器设计简介 02.2 列管式换热器的类型 (1)2.2.1 固定管板式 (1)2.2.2 浮头式换热器 (1)2.2.3 U型管式换热器 (2)2.2.4 填料函式换热器 (2)2.3 换热器类型的选择 (2)2.4 流体流径流速的选择 (2)2.5 材质的选择 (3)2.6换热器其他结构的选择 (3)2.6.1 管程结构 (3)2.7工艺流程草图 (4)三、换热器设计计算 (5)3.1确定计算方案 (5)3.1.1选择换热器的类型 (5)3.1.2流体流径流速的选择 (5)3.2 确定物性参数 (5)3.3 估算传热面积 (6)3.3.1 热流量 (6)3.3.2平均传热温差 (6)3.3.3 传热面积 (6)3.3.4 冷却水用量 (7)3.4 工艺结构尺寸 (7)3.4.1管径和管内流速 (7)3.4.2管程数和传热管数 (7)3.4.3 平均传热温差校正及壳程数 (8)3.4.4 传热管排列和分程方法 (8)3.4.5 壳体内径 (8)3.4.6 折流板 (9)3.4.7 接管 (9)3.5 换热器核算 (9)3.5.1 热流量核算 (9)3.5.1.1 壳程表面传热系数 (9)3.5.1.2 污垢热阻和管壁热阻 (11)3.5.1.3 传热系数K (11)3.5.1.4 换热器面积裕度 (11)3.5.2 换热器内流体阻力计算 (12)3.5.2.1 管程流体阻力 (12)3.5.2.2 壳程阻力 (12)3.6壁温核算 (13)3.7水泵 (14)四、换热器主要结构尺寸和计算结果表 (15)五、设计心得体会 (16)参考资料 (17)主要符号说明 (17)一、概述课程设计是学习化工设计基础知识，培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过这一实践教学环节，使学生掌握化工单元过程及设备设计的基本程序和方法，熟悉查阅和正确使用技术资料，能够在独立分析和解决实际问题的能力方面有较大提高，增强工程观念和实践能力。

化工原理课程设计任务书换热器的设计塔里木大学生命科学学院化学化工系二Ｏ一三年十二月塔里木大学生命科学学院化工原理课程设计任务书专业班级学生姓名发题时刻： 2012 年 12 月 2 日一、设计题目：煤油冷却器的设计1．处置能力：年处置煤油xy万吨（x是学号的十位数＋1,y是学号的个位数，比如学号25，确实是35）2．设备形式：列管式换热器3．设计参数（1）煤油：入口温度155℃，出口温度45℃（2）冷却介质：自来水，入口温度35℃，出口温度45℃（3）许诺压强降：不大于100kPa（4）煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度×，比热容(kg.℃)，导热系数(m.℃)（5）每一年按335天计，天天24小时持续运行（6）建厂地域：大气压为760mmHg、自来水年平均温度为20℃的库车县。

三、设计要求和工作量一、完成设计说明书一份；二、绘制换热器装配图（A3图纸）四、设计说明书要紧内容（参考）化工原理课程设计任务书摘要第一章前言第二章换热器设计简介换热器概述换热器的分类换热器选型及其依据管程和壳程数的确信流动空间的选择流体流速的选择流动方式的选择第三章列管式换热器的设计计算传热系数K平均温度差对流传热系数污垢热阻流体流动阻力(压强降)的计算第四章换热器设计确信物性数据传热面积初值计算管侧传热系数管内给热系数传热核算壳侧压力降管侧压降计算裕度计算第五章零件计算封头缓冲挡板放气孔、排液孔接管假管拉杆和定距管膨胀节第六章设计结果汇总要紧结构参数表第七章设计小结参考文献附录换热器装配图（A3图纸）五、要紧参考文献[1] 谭天恩，等.化工原理（第三版）.北京：化学工业出版社，2020[2]大连理工大学化工原理教研室.化工原理课程设计.大连：大连理工大学出版社，1994[3] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002[4] 时钧主编.化学工程手册（第二版）.北京：化学工业出版社，1996[5] 魏崇光，郑晓梅. 化工工程制图[M]. 北京：化学工业出版社,1998[6] 娄爱娟,吴志泉. 化工设计[M].上海：华东理工大学出版社，2002[7] 华东理工大学机械制图教研组. 化工制图[M]. 北京：高等教育出版社，1993[8] 王静康. 化工设计[M]. 北京：化学工业出版，1998[9] 傅启民. 化工设计[M]. 合肥：中国科学技术大学出版社，2000[10] 董大勤. 化工设备机械设计基础[M]. 北京：化学工业出版社,1999[11] GB 151-1999管壳式换热器[12] JB/T 4715-92 固定管板式换热器与大体参数[13] 靳明聪. 换热器[M]. 重庆：重庆大学出版社，1990参考文献并非局限于上述所列。

用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计：一、设计任务及条件（1）使煤油从140℃冷却到40℃，压力1bar；（2）冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h。

二、设计内容（1）合理的参数选择和结构设计：传热面积；管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳体直径；结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管（2）传热计算和压降计算：设计计算和校核计算。

三、设计成果（1）设计说明书一份；（2）A4设计图纸包括：换热器的设备尺寸图。

目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 换热器设计依据 (1)1.3 换热器选型 (1)1.3.1 固定管板式换热器 (2)1.3.2 浮头式换热器 (2)1.3.3 U型管式换热器 (2)1.3.4 填料函式换热器 (3)第二章确定设计方案 (4)2.1换热器类型的选型 (4)2.1.1 换热器内冷热流体通道的选择 (4)2.1.2 换热管的选择 (5)第三章确定物性参数 (6)第四章估算传热面积 (7)4.1 热流量 (7)4.2 平均传热温差 (7)4.3 冷却水用量 (7)4.4 总传热系数K (7)4.4.1管程传热系数 (7)4.5 传热面积 (8)第五章工艺结构尺寸 (9)5.1 管径和管内流速 (9)5.2 管程数和传热管数 (9)5.3 平均传热温差校正及壳程数 (9)5.4 传热管排列和分程方法 (10)5.5 壳体内径 (10)5.6 折流板 (10)5.7 接管 (10)第六章换热器核算 (12)6.1 热量核算 (12)6.1.1壳程对流传热系数 (12)6.1.2 管程对流给热系数 (13)6.1.3 传热系数K (13)6.2 换热器内流体的流动阻力 (14)6.2.1.管程流动阻力 (14)6.2.2.壳程流动阻力 (14)第七章结构设计 (16)7.1 壳体直径、长度、厚度设计 (16)7.2 换热器封头尺寸设计 (16)7.3 法兰及各连接材料的选择 (17)7.3.1选定法兰结构 (17)7.3.2选定垫片结构 (18)7.4 流体进、出口接管直径的计算 (18)7.5 开孔补强 (19)7.6 支座选用 (20)第八章汇总 (22)第一章绪论1.1 概述随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。

东莞理工学院《化工原理》课程设计说明书题目：列管式换热器的设计学院：班级：学号：姓名：指导教师：时间：目录一．化工原理课程设计任务书 (4)1.1 设计题目：列管式换热器的设计 (4)1.2 前言 (4)1.3 合成氨工业概述 (5)1.3.1 合成氨工业重要性 (5)1.3.2 合成氨的原料及原则流程 (5)1.4 世界合成氨生产技术及进展 (6)1.4.1 国外合成氨技术现状及发展 (6)1.4.2 我国合成氨技术的基本状况 (6)1.5 概述 (7)1.5.1 换热器概述 (7)1.5.2 固定管板式 (8)1.5.3 列管换热器主要部件 (8)1.5.4 设计背景及设计要求 (10)二.热量设计 (11)2.1 设计条件： (11)2.2 初选换热器的类型 (11)2.3 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 (12)2.4 初算换热器的传热面积SO (12)三.机械结构设计 (14)3.1 管径和管内流速 (14)3.2 管程数和传热管数 (14)3.3 换热器筒体尺寸与接管尺寸确定 (16)3.4换热器封头选择 (17)3.4.1 封头选型及尺寸确定 (17)3.4.2 封头厚度选取 (18)3.5 管板的确定 (19)3.5.1 管板尺寸 (19)3.5.2 管板与壳体的连接 (19)3.5.3 管板厚度 (20)3.6换热器支座及法兰选定 (20)3.7 换热器核算 (21)3.7.1管、壳程压强降计及校验 (21)3.7.2 总传热系数计算及校验 (23)四.设计结果表汇 (25)五.参考文献 (26)附：化工原理课程设计之心得体会 (26)一．化工原理课程设计任务书1.1 设计题目：列管式换热器的设计系（院）、专业、年级：学生姓名：学号：指导老师姓名：任务起止日期：1.2 前言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。

热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造在换热器的材料具有抗强腐蚀性能。

化工原理课程设计设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计目录（一）综述 (2)1.换热器类型 (2)2.换热器的主要用途........................ (2)（二）课程任务设计书 (3)1.设计题目 (3)2.设计条件 (3)（三）设计方案简介 (4)1.流动空间的确定 (4)2.定性温度 (4)3.水和煤油的物理性质 (4)（四）计算总的传热系数 (4)1.热流量及温度计算 (4)2.平均温度校正 (5) (5)3.确定总的传热系数K估4.选择换热器类型 (5)（五）换热总传热系数核算 (6)1.壳程对流传热系数 (6)2. 管程对流传热系数 (7)3. 污垢热阻 (8)4.传热系数K (8)（六）计算传热面积裕度 (8)1.换热器实际面积 (8)2.面积裕度 (8)（七）核算压强降 (8)1.管程压力降的核算 (8)2.壳程压力降核算 (9)（八）设计结果总览 (11)（九）实验心得 (11)（十）参考文献 (12)（一）综述换热器的分类与比较，根据冷、热流体热量交换的原理和方式，器基本上可分为三大类即间壁式混合式和蓄热式，其中间壁式换热器应用最多，所以主要讨论此类换热器。

1.换热器的主要类型表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。

②蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

③流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。