列管式换热器课程设计书资料

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。

列管式换热器-课程设计
换热器是一种重要的化工设备。

随着其应用的不断扩大，对换热器的性能要求也越来越高。

以管式换热器为例，管式换热器具有结构简单、布置便利、运行可靠、热传递效率高、体积小、投资低等优点，在化工领域及各种壳管式再生塔、热交换器、海水－蒸汽换热器等热量转换系统中应用广泛。

本次课程设计的主题为管式换热器,围绕管式换热器的原理、性能与结构特性、设计过程、工艺流程展开设计与分析，具体的实习任务包括：
1. 熟悉管式换热器的基本原理、结构形式及性能特点；
2.学习管式换热器的性能计算方法，包括热量传递系数计算和散热量、传热量、温度梯度计算；
3.访问管式换热器制造厂，了解其生产工艺，深入了解管式换热器的结构、组成；
4.使用半求解数值模拟软件，进行现有管式换热器的模拟计算，提高热量传递性能；
5.按照管式换热器的设计原则、计算手段，进行管式换热器系列设计，并进行实验验证；
6.基于工作介质特性及换热器特点，进行管式换热器优化设计；
7.编制课程设计报告，完成本次课程设计任务。

课程设计任务的实施，将要求设计者在前期研究及样本实验的基础上，熟练掌握管式换热器的传热特性并能够根据不同的实验数据正确分析特性曲线，对比实验做适当的变化和选择，给出精确的设计值，从而客观地反映出不同材料的热传递特性差异;在实验室中勤奋地实践和调整，进一步加深对管式换热器热传递特性及设计方法的认识，提高使用者对新工艺材料和新设备的分析能力及设计能力。

列管式换热器-课程设计说明书《化工原理》列管式换热器课程设计说明书学院：班级：学号：姓名：指导教师：时间：年月日目录一、化工原理课程设计任务书 (2)二、确定设计方案 (3)1.选择换热器的类型2.管程安排三、确定物性数据 (4)四、估算传热面积 (5)1.热流量2.平均传热温差3.传热面积4.冷却水用量五、工艺结构尺寸 (6)1.管径和管内流速2.管程数和传热管数3.传热温差校平均正及壳程数4.传热管排列和分程方法5.壳体内径6.折流挡板 (7)7.其他附件8.接管六、换热器核算 (8)1.热流量核算2.壁温计算 (10)3.换热器内流体的流动阻力七、结构设计 (13)1.浮头管板及钩圈法兰结构设计2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计3.管箱结构设计4.固定端管板结构设计5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计............146.外头盖结构设计7.垫片选择8.鞍座选用及安装位置确定9.折流板布置10.说明八、强度设计计算 (15)1.筒体壁厚计算2.外头盖短节、封头厚度计算3.管箱短节、封头厚度计算 (16)4.管箱短节开孔补强校核 (17)5.壳体接管开孔补强校核6.固定管板计算 (18)7.浮头管板及钩圈 (19)8.无折边球封头计算9.浮头法兰计算 (20)九、参考文献 (20)一、化工原理课程设计任务书某生产过程的流程如图3-20所示。

反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。

已知混合气体的流量为231801kg h ，压力为6.9MPa ，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口的温度为39℃，试设计一列管式换热器，完成生产任务。

已知：混合气体在85℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值） 密度 3190kg m ρ= 定压比热容1 3.297p c kj kg = ℃ 热导率10.0279w m λ= ℃ 粘度51 1.510Pa s μ-=⨯循环水在34℃下的物性数据： 密度 31994.3kg m ρ= 定压比热容1 4.174p c kj kg = K 热导率10.624w m λ= K 粘度310.74210Pa s μ-=⨯二、确定设计方案1．选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，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，因此初步确定选用浮头式换热器。

设计题目安阳工学院课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：列管式换热器院系：化学与环境工程学院专业班级：高分子材料与工程10-1班2012年11月16日设计要求：(1) 处理能力：5X 105t/a热水(2)操作条件：①热水:入口温度80C ,出口温度60C.②冷却介质：循环水，入口温度30C,出口温度40C .③允许压降：不大于105Pa.④每年按300天计算，每天24小时连续运行•学生应完成的工作：(1) 根据换热任务和有关要求确认设计方案；(2) 初步确认换热器的结构和尺寸；(3) 核算换热器的传热面积和流体阻力；(4) 确认换热器的工艺结构。

参考文献阅读：《化工容器及设备》、《化工原理》、《化工容器及设备》、《化工单元过程及设备课程设计》、《热交换器设计手册》、《换热原理及计算》工作计划：本次课程设计两周时间，第一周主要对换热器全面了解后进行换热器特性参数的有关计算，第二周按照自己的计算的有关参数进行换热器结构的绘制工作。

任务下达日期：2012年11月05日任务完成日期：2012年11月16日指导老师(签名)：学生(签字)列管式换热器设计［摘要］通过对列管式换热器的设计，首先要确定设计的方案，选择合.6.6 适的计算步骤。

查得计算中用到的各种数据，对该换热器的传热系数 传热面积 工艺结构尺寸等等要进行核算，与要设计的目标进行对照 是否能满足要求，最终确定换热器的结构尺寸为设计图纸做好准备和 参考，来完成本次课程设计。

［关键字］换热器标准方案核算结构尺寸一 •概述•方案的设计与拟定三•设计计算 .............................................. .93.1确定设计方案 ..................................... 9.3.1.1选择换热器的类型......................... (9)3.1.2流动空间及流速的测定...................... (9)3.2确定物性数据 (9)3.3计算总传热系数 .................................. .103.3.1 热流量..................................... ..103.3.2平均传热温差.............................. ..113.3.3冷却水用量 (11)3.4计算传热面积 ................................. ..113.5工艺结构尺寸 .................................... .123.5.1管径与管内流速.............................. ..123.5.2管程数与传热管数 (12)3.5.3传热管排列和分程方法........................ ..123.5.4壳体内径 (13)3.5.5 折流板 (13)3.5.6 接管 ...................................... ..133.6换热器核算.................................... .143.6.1热量核算................................... ..143.6.1.1壳程对流传热系数..................... .143.6.1.2管程对流传热系数..................... ..15163.6.1.3 传热系数 K ..................................................... ..15361.4传热面积S 3.6.2换热器内流体的流动阻力 (16)3.6.2.1管程流动阻力 .......................... .163.6.2.2壳程阻力 ............................... .713・6・2・3换热器的主要结构尺寸和计算结果 ..... ..18四. 设计小结 ............................................ .19五. ........................................................ 心得收获 (20)六. 参考文献 ......................................... ・・21 一.概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。

列管式换热器课程设计报告书设计报告书：列管式换热器引言：设计报告书旨在对列管式换热器进行综合性的设计分析，详细讨论设计过程及结果。

本文档包括换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论以及结论等主要内容。

一、设计背景：二、设计目标：本次设计的目标是设计一台列管式换热器，用于将一种流体的温度从80℃升高到120℃，另一种流体的温度从150℃降至100℃。

设计要求包括：换热器的热功率、设计压力、流体入口温度和出口温度、换热面积等参数。

三、设计计算：1.确定热负荷和流体流量：根据流体的温度变化和流量要求，确定热负荷和流体流量。

并结合换热器的传热特性，计算出换热面积。

2.选择换热器类型和材料：根据设计要求，选择适合的列管式换热器类型和材料，考虑到流体性质、压力和温度等因素。

3.计算传热过程中的压降：根据流体性质和流体流量，计算流体在换热器中的压降。

4.确定换热器的尺寸：根据计算得到的换热面积和流体流量，确定换热器的尺寸和结构。

四、设计结果及讨论：根据实际情况及设计计算，确定了列管式换热器的参数和结构。

设计结果展示了换热器的尺寸、换热面积、流量参数等，并进行了相关讨论。

同时，设计结果还包括选择的换热器材料、设计压力和温度等。

五、结论：本次设计报告书综合分析了列管式换热器的设计过程及结果。

根据设计目标和计算得出的结果，可得出以下结论：1.设计的列管式换热器满足了设计要求，能够实现流体的热交换。

2.使用合适的材料和尺寸，可以优化换热器的性能和效率。

3.设计过程中需要考虑流体的性质、温度、压力和流量等因素，以确保换热器的安全和稳定运行。

结语：本设计报告书详细介绍了列管式换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论，以及最终得出的结论。

通过本次设计，我们加深了对列管式换热器的理解，并提高了设计能力。

在实际工程中，将根据需求及具体情况进行设计，并综合考虑各种因素，以确保换热器的优化运行。

第一章列管式换热器的设计1.1概述列管式换热器是一种较早发展起来的型式，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家中已有系列化标准。

列管式换热器在换热效率，紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但是它具有结构牢固，适应性大，材料范围广泛等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。

目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型，在高温高压和大型换热器中，仍占绝对优势。

例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜（或再沸器）和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等，大都采用列管式换热器[3]。

1.2列管换热器型式的选择列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分，主要有以下几种：（1）固定管板式换热器：这类换热器的结构比较简单、紧凑，造价便宜，但管外不能机械清洗。

此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。

通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。

同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。

因此，当管壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器。

为了克服温差应力必须有温度补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。

（2）浮头换热器：换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上来连接有一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。

这种型式的优点为：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。

其缺点为结构复杂，造价高。

（3）填料函式换热器：这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构与比浮头式简单，造价也比浮头式低。

但壳程内介质有外漏的可能，壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。

列管式换热器课程设计报告书列管式换热器是一种常见的换热设备，其结构简单、效率高，广泛应用于石化、电力、制药等工业领域。

为了进一步了解列管式换热器的工作原理和设计方法，本课程设计以列管式换热器的设计与优化为主题，旨在培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。

一、课程设计的目标与任务本课程设计的目标是通过学习列管式换热器的设计原理和方法，培养学生的设计能力和创新思维，使其掌握列管式换热器的设计与优化方法。

具体任务如下：1.研究列管式换热器的原理和结构，了解其工作过程和基本参数；2.学习换热器设计的基本原理和方法，包括换热面积计算、传热系数估算等；3.进行列管式换热器的设计计算和优化分析；4.编写课程设计报告书，总结设计过程和结果。

二、课程设计的内容和方法1.理论学习通过教材、参考书籍和互联网资源，学习列管式换热器的基本原理、结构和工作过程。

学生还需深入了解换热器的传热理论和设计方法，了解不同种类的换热器。

2.设计计算学生根据教师提供的设计要求和实际工况数据，进行列管式换热器的设计计算。

包括换热面积的计算、传热系数的估算、管束的选择等。

学生可以借助计算机软件进行设计计算，加深对设计原理和方法的理解。

3.优化分析学生在设计计算的基础上，进行列管式换热器的优化分析。

通过调整设计参数，寻求更优的设计方案。

优化目标可以包括换热效率、压降、材料成本等。

学生需要运用数学方法和工程经验，进行综合评价和决策。

4.报告撰写学生根据设计计算和优化分析的结果，撰写课程设计报告书。

报告需要包括设计计算的过程和结果、优化分析的方法和结果、结论和建议等。

同时，学生还需要附上设计过程中的数据、图表和计算公式，以便他人理解和复现设计过程。

三、评价方法和标准1.设计计算和优化分析的准确性和合理性；2.报告书的内容完整、结构合理、文字准确、图表清晰；3.学生对设计中关键问题的分析和讨论；4.学生对设计过程的理解程度和设计思路的合理性。

列管式换热器-课程设计一、概述列管式换热器是一种将多个平行管道嵌入到圆柱形壳体中、同时将流体分别流过内、外两侧实现热量传递的设备。

本次课程设计将要探讨的是该设备的设计过程。

二、设计过程1. 确定设计参数设计前需要先确定所需的设计参数，如换热器的设计热负荷、流量、压力等，这些参数将决定换热器的尺寸和布局，为后续设计提供基础。

2. 换热器类型选择根据设计参数、使用场景、材料成本等因素选择适合的换热器类型，如单相流、双相流、冷凝器、蒸发器等。

3. 确定材料和尺寸选择适合的材料和尺寸以满足设计参数，同时考虑生产和运输的成本和实际情况。

4. 确定管束参数确定管束长度、管束密度、管道直径和布局等参数，保证管束的压力和流速符合设计要求，并达到最佳热传导效果。

5. 热传导计算进行热传导计算，以确定管束长度和直径，根据流动状态和温度场计算出换热系数、平均温差和热效率等参数。

6. 设计壳体结构设计壳体的结构和尺寸，确定支撑方式和绝热方式，同时考虑安全和易于维护的因素。

7. 流体力学分析进行流体力学分析，确定流体在管道中的流动状态，以保证衬里的材料和厚度设计得足够坚固，以避免漏泄和磨损。

8. 设计精度分析进行精度分析和优化，以确定设备的运行效率和稳定性，并满足设计和生产的要求。

9. 制造和安装根据设计图纸制造和安装换热器，并进行预试运行和调试，最终达到设计要求。

三、总结以上是列管式换热器的设计过程，该过程需要深入掌握流体力学、热传导学、结构力学等知识，同时也需要掌握计算机辅助设计软件的使用，以提高效率和质量。

设计合理的列管式换热器能够提高生产效率，降低能耗，并为工业生产的可持续发展提供支持。