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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： 04*名：***指导教师：***日期： 2010/12/30设计成绩：目录一.任务书 (3).设计题目.设计任务及操作条件.设计要求二.设计方案简介……………………………………………………………………………………… .-3-.换热器概述列管式换热器.设计方案的拟定.工艺流程简图三.热量设计 (5).初选换热器的类型.管程安排（流动空间的选择）及流速确定.确定物性数据.计算总传热系数.计算传热面积四.工艺结构设计 (8).管径和管内流速.管程数和传热管数.平均传热温差校正及壳程数.传热管排列和分程方法.壳程内径及换热管选型汇总.折流板.接管五.换热器核算 (13).热量核算.压力降核算六.辅助设备的计算和选择 (17).水泵的选择.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设计题目煤油冷却换热器设计设计任务及操作条件1、处理能力×104t/y2、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：设计要求选择合适的列管式换热器并进行核算绘制换热器装配图（见A4纸另附）§二．设计方案简介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。
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。
化工设计说明书设计题目：煤油冷却器的设计专业班级：设计人：学号：指导老师：时间：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。
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。
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，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。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。
煤油冷却器的设计摘要煤油冷却器是利用流体易导热原理，将煤油的热量向环境转移，冷却其受热部件的装置。
本文介绍了煤油冷却器的结构与设计及其性能的研究。
本文主要从流体流动系统、热交换系统、控制系统以及特殊设备等方面介绍了煤油冷却器的设计，研究了冷却器的结构性能及实际工作条件下的性能，并探讨了冷却器在操作过程中的安全措施。
本文所讨论的煤油冷却器的性能高，安全可靠，能够满足大多数用户的使用要求。
关键词：煤油冷却器；结构设计；性能研究；安全措施IntroductionFlow SystemThe flow system is the main part of oil coolers, which provides the means for the fuel oil and cooling fluid to enter and exit the heat exchanger. The oil coolers generally include two oil inlets and two oil outlets and two cooling inlets andtwo cooling outlets, as shown in Figure 1. The oil inlet is connected to the fuel oil supply pipe and the oil outlet is connected to the oil return pipe. The cooling inlet is connected to the water supply pipe, and the cooling outlet is connected to the water return pipe. Both cooling inlets and cooling outlets are equipped with high-pressure relief valves to prevent overpressure of the coolant.Figure 1. Oil cooler structureHeat Exchange System。
西北大学化工原理课程设计任务书设计题目煤油冷却器院系化工学院专业化学工程与工艺指导教师赵彬侠姓名张洪姣学号2008115023目录(一)设计题目(二)流程和方案的说明和论证(三)计算过程(四)流程图(五)设计感想(六)参考文献一、设计题目：根据条件设计合适的换热器（煤油冷却器的设计）设计任务及操作条件：1.煤油：入口温度150℃，出口温度50℃；运行表压1bar。
2.冷却介质：凉水塔中处理过的补给水，入口温度30℃，出口温度50℃；运行表压3bar。
二、流程和方案的说明和论证1.传热过程易采用逆流传热方式，因为逆流平均推动力大于并流；选用单壳程四管程固定式列管换热器；2.流体空间的选择：由于煤油流量为14T/h，且由于水的定性温度t＝1/2(50+30)=40℃，煤油定性温T=1/2(150+50)＝100℃，煤油的定性温度查得相应的物性值：煤油的粘度：μ油＝0.81×10-3Pa.S 密度：ρ油＝818kg/m3 C油＝2.26kJ/（kg. ℃）λ油=0.135W/（m. ℃）水的粘度：μ水＝0.656×10-3Pa.S 密度：ρ水=992.2kg/m3C水＝4.174kJ/（kg. ℃）λ水=0.6333W/（m. ℃）高温流体一般走管程，因为高温会降低材料的许用应力，高温流体走管程可节省保温层和减少壳体厚度；腐蚀性较强的流体应该走管程，可以节省耐腐蚀材料；较脏和易结垢的流体走管程，以便于清洗和控制结垢，如必须走管程，则可采用正方形排列，并采用可拆式换热器。
且煤油为热物体，易放在管壳。
流体空间的选择还与粘度、压力降、流速、传热膜系数等因素有关。
根据上述原则及水和煤油的物性参数，最终设计煤油走管壳，水走管程。
结构与结构参数的选择a) 直径小的换热器不仅便宜，而且可以获得较好的传热膜系数与阻力系数的比值。
但管径愈小则换热器的压降愈大，在满足允许压力的前提下，一般推荐用外径为19mm ，对于易结垢的流体，为方便清洗，采用外径为25mm 的管子b) 管长 无相变的换热器时，管子较长则传热系数也增大，在相同的传热面积的情况下，采用长管流动截面积小，流速大，管程数小，从而减小了回弯次数，因而压降也较小；但是罐子过长会带来制造的麻烦，因此一般选用4—6米，对于传热面积大的，若无相变的可用8—9米。
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09级生物工程（2）班学生姓名学号指导教师孙兰萍二O一一年十二月二十日1 设计任务书1.1 设计题目煤油冷却器的设计1.2 设计任务及操作条件（1）处理能力: M ⨯104 t/Y 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140℃，出口温度40℃。
②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃。
③允许压降：不大于105 Pa 。
④煤油定性温度下的物性数据：3/825m kg C =ρ；s Pa C ⋅⨯=-41015.7μ；pC c ＝2.22kJ/(kg.℃)；C λ＝0.14 W/(m.℃)⑤每年按330天计，每天24小时连续运行。
（4）建厂地址 天津地区1.3 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。
1.4 工作计划1、领取设计任务书，查阅相关资料（1天）；2、确定设计方案，进行相关的设计计算（2天）；3、校核验算，获取最终的设计结果（1天）；4、编写课程设计说明书（论文），绘制草图等（1天）。
1.5 设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及打印稿1份，并附简单的设备草图。
2、课程设计结束时，将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师：（1）封面（具体格式见附件1）（2）目录（3）课程设计任务书（4）课程设计说明书（论文）（具体格式见附件2）（5）参考文献（6）课程设计图纸（程序）1.6 几点说明1、本设计任务适用班级：09生物工程（本）2班（其中：学号1-15号，M=15；学号16-30号，M=25；学号31-46号，M=40）；2、课程设计说明书（论文）格式也可参阅《蚌埠学院本科生毕业设计（论文）成果撰写规范》中的相关内容。
指导教师：教研室主任：系主任：2 确定设计方案2.1 选择换热器的类型两流体的温度变化情况：热流体即煤油的进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体即循环水进口温度30℃，出口温度40℃。
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2012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。
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1概述 ..................................................................................................... 错误!未指定书签。
1.1化工原理课程设计的目的、要求 .................................................. 错误!未指定书签。
1.2列管式换热器及其分类 .................................................................. 错误!未指定书签。
1.3换热器的设计要求 .......................................................................... 错误!未指定书签。
1.4符号说明 .......................................................................................... 错误!未指定书签。
化工原理课程设计煤油冷却器的设计姓名：学号：学院：专业班级：指导教师：xx年xx月摘要本设计的任务就是完成一满足生产要求的列管式换热器的设计和选型。
本设计的核心是计算换热器的传热面积，进而确定换热器的其他尺寸或选择换热器的型号。
由总传热速率方程可知，要计算换热面积，得确定总传热系数和平均温差。
由于总传热系数与换热器的类型、尺寸、流体流到等诸多因素有关，----而平均温差与两流体的流向、辅助物料终温的选择有关，因此管壳式换热器设计和选型需考虑许多问题。
通过屡次核算和比拟，设计结果如下：带膨胀节的固定管板式换热器，选用φ25Χ2.5的碳钢管，换热面积为131.4 m²，且为双管程单壳程结构，传热管排列采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
管数为300，管长为6m，管间距为32mm，折流板形式采用上下结构，其间距为150mm，切口高度为25%，壳体内径为700mm，该换热器可满足生产需求。
AbstractThe task of this design is to complete a meet the production requirements of shelland tube heat exchanger design and type selection. The total heat transfer rateequation shows that to calculate heat transfer area, you must determine the total heattransfer coefficient and the mean temperature difference. Through the repeated calculation and comparison, design results are as follows. Fixed tube plate heat exchanger with expansion joint, Select phi2525 carbon steel pipe, heat transfer areaof 131.4 square meters, And for the tube side shell side of the single structure, thepipe arrangement method, namely each way are sorted by regular triangle, diaphragmuse square is arranged on both sides. Pipe number is 300, the length is 6 meters, tubespacing is 32 mm, baffle plate form adopts up and down structure, the spacing is 150mm, incision height was 25%, the shell inside diameter is 700 mm, the heat exchangercan meet the production requirements.目录前言 (4)第1章文献综述 (5)1.1 换热器分类 (7)1.2 列管式换热器的类型 (8)1.3 列管式换热器的结构 (9)1.3.1 管程结构 (9)1.3.2 壳程结构 (10)第2章设计方案确定 (14)设计任务及操作条件 (15)2.1.1 设计方案确实定 (17)2.2 设计步骤 (17)2.2.1 非系列标准换热器的一般步骤 (17)第3章设计计算 (18)3.1 确定设计方案 (18)3.2 确定物性数据 (18)3.3 计算总传热系数 (18)3.4 计算传热面积 (23)3.5 工艺结构和尺寸 (23)3.6 换热器核算 (25)第4章设计全部参数 (30)设计小结 (31)参考文献 (32)附表 (33)附录 (34)前言热交换器，简称换热器，是在不同温度的流体间，进行传递热能的装置。
煤油冷却器的设计1.材料选择：煤油冷却器需要使用耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢、钛合金等。
这些材料能够在高温环境下保持结构的稳定性，并且不会被煤油中的化学物质腐蚀。
2.结构设计：煤油冷却器一般采用管壳式结构，即在外围设立一个壳体，在内部布置多根冷却管。
冷却管通常采用联管式结构，即由内外两根管组成，内管用于传递煤油，外管用于传递冷却介质，这样可以增大煤油与冷却介质之间的接触面积，提高冷却效果。
3.管道布局：煤油冷却器的管道布局需要合理安排，以确保冷却介质能够充分接触到煤油，并且得到有效冷却。
通常采用螺旋式布置，即将冷却管盘绕在内部壳体上，使冷却介质与煤油多次接触，提高冷却效率。
4.流速控制：煤油冷却器的流速需要控制在一定范围内，过高的流速会导致煤油在冷却过程中受到热量约束不足，无法充分冷却；过低的流速则会影响煤油的冷却速度，降低冷却效果。
因此，在设计煤油冷却器时需要考虑流速的合理控制。
5.冷却介质选择：常用的煤油冷却介质有水和空气。
水冷却效果好，但需要考虑使用水冷却系统的成本和能源消耗。
空气则常用于小型设备的煤油冷却，由于空气冷却效果较差，可能需要增加冷却面积以达到需要的冷却效果。
6.温度控制：煤油冷却器需要设置温度控制装置，以保证煤油的温度在合理范围内。
可以采用温度传感器和控制装置的组合来实现温度的测量和调控，保证冷却效果的稳定性。
总之，煤油冷却器的设计需要考虑材料、结构、管道布局、流速控制、冷却介质选择和温度控制等方面的因素。
只有在合理考虑这些因素的基础上，才能设计出高效、可靠的煤油冷却器，提高设备的使用效率和寿命。
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)3.4.7接管 (5)3.5换热器核算 (6)3.5.1热流量核算 (6)3.5.1.1壳程表面传热系数 (6)3.5.1.2管内表面传热系数 (7)3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻 (7)3.5.1.4计算传热系数K C (7)3.5.1.5换热器的面积裕度 (8)3.5.2换热器内流体的流动阻力 (8)3.5.2.1管程流体阻力 (8)3.5.2.2壳程阻力 (8)四、设计结果设计一览表 (10)五、设计自我评价 (11)六、参考资料 (12)七、主要符号说明 (13)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。
在换热器中至少要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,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。
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，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。
列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
列管式换热器有以下几种：1、固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。
当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。
2、U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。
管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
3、浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。
管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。
特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，消除温差应力，应用普遍。
二、工艺流程草图及设计标准2.1工艺流程草图由于循环冷却水易结垢，为便于水垢的清洗，选择循环水做管程流体，煤油做壳程流体。
管程与壳程流体的进出方向为上图所示，并选择逆流传热。
图中水由泵1经过管程沿所示方向流动，煤油由泵1经过壳程沿所示方向流动。
冷却循环水与煤油在设计的换热器中进行热交换，煤油由初温140℃降温至，40℃冷却循环水由初温升30℃温至40℃。
2.2设计标准（1）JB1145-73《列管式固定管板热交换器》（2）JB1146-73《立式热虹吸式重沸器》（3）中华人民共和国国家标准.GB151-89《钢制管壳式换热器》.国家技术监督局发布，1989（4）《钢制石油化工压力容器设计规定》（5）JBT4715-1992《固定管板式换热器型式与基本参数》（6）HGT20701.8-2000《容器、换热器专业设备简图设计规定》（7）HG20519-92《全套化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（8）中华人民共和国国家标准 JB4732-95 《钢制压力容器—分析设计标准》（9）中华人民共和国国家标准 JB4710-92 《钢制塔式容器》（10）中华人民共和国国家标准 GB16749-1997 《压力容器波形膨胀节》三、换热器设计计算3.1确定设计方案3.1.1选择换热器的类型本次设计为煤油冷却器的工艺设计，工艺要求煤油（热流体）的入口温度140℃，出口温度40℃。
采用循环冷却水作为冷却剂降低热的没有温度，冷却水的入口温度30℃，根据经验结合选厂地址的水资源现状况，选定冷却水的出口温度40℃。
根据间壁式换热器的分类与特性表，结合上述工艺要求，最大使用温差小于120℃,选用固定管板式换热器，又因为管壳两流体温差大于60℃，故因选用带膨胀节的固定管板式换热器。
3.1.2流体流径流速的选择根据流体流径选择的基本原则，循环冷却水易结垢，而固定管板式换热器的壳程不易清洗，且循环冷却水的推荐流速大于煤油的推荐流速，故选择循环冷却水为管程流体，煤油为壳程流体。
根据流体在直管内常见适宜流速，管内循环冷却水的流速初选为ui=1.0m/s,管子选用25 2.5mm φ⨯的较好级冷拔换热管（换热管标准：GB8163）。
3.2确定物性参数定性温度：可取流体进口温度的平均值。
管程流体的定性温度为：90240140=+=T （℃） 煤油90℃下的物性数据：3524030=+=T(℃) 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
3.3、估算传热面积 3.3.1热流量m 0=2750024300108.194=⨯⨯（kg/h ） Q o =m 0c p 0Δt 0=27500×2.22×(140-40)=6.15×106kJ/h=1695.8 kW3.3.2平均传热温差39304040140ln )3040()40140(21ln 21'=-----=∆∆∆-∆=∆t t t t m t (℃) 3.3.3传热面积假设壳程传热系数：α0=400 W （m 2•℃），管壁导热系数λ=45 W （m 2•℃）则K=298.7W/(m 2·K),则估算面积为：S ’=Q 0/(K ×Δt m )=1.696×106/(298.7×39)=145.86(m 2) 考虑15%的面积裕度则：S=1.15×145.86=167.74(m 2)3.3.4冷却水用量4.149632)3040(31008.4610105.60=-⨯⨯⨯=∆=iticp Qi w （kg/h ）3.4、工艺结构尺寸 3.4.1管径和管内流速选用ф25×2.5较高级冷拔传热管(碳钢10)，取管内流速u i = 1.5m/s3.4.2管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数5.1202.0785.09943600/4.14963224⨯⨯⨯==iui d qV snπ=88.78≈89（根）按单程管计算，所需的传热管长度为：89025.014.378.1670⨯⨯==s n d S L π=24（m ） 按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构，根据本设计实际情况，采用标准设计，现取传热管长为l=6m ，则该换热器的管程数为：N P =L/l=24/6=4传热管总根数： N T =89×4=356（根）3.4.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数： R=(140-40)/(40-30)=10; P=(40-30)/(140-30)=0.091按单壳程，4管程结构，温差校正系数应查有关图表可得φΔt=0.82平均传热温差Δt m =φΔtΔt m =0.82×39=32（℃）由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取単壳程合适。
3.4.4传热管排列和分程方法采用组合排列法，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t=1.25d0，则t=1.25×25=31.25≈32(mm ) 横过管束中心线的管数（根）2335619.119.1===N n c3.4.5壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η＝0.7，则壳体内径为D=7.03563205.105.1⨯=ηN t =757.7 (mm) 按卷制壳体的进级挡，圆整可取D=800mm 。
3.4.6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 ＝0.25×800=200（mm ） 折流板间距B=0.3D,则B=0.3×800=240mm 取250mm 。
折流板数 N B =折流板间距传热管长-1=2506000-1=23 (块)3.4.7接管壳程流体进出口接管：取接管内煤油流速为u ＝1.0m/s ，则接管内径为：D 1=10.10.114.3)8253600(27500441=⨯⨯⨯=u Vπ（m ），取管内径为110mm 。
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速 u ＝1.5 m/s ，则接管内径为1935.114.3)9943600(4.14963242=⨯⨯⨯=Dmm圆整可取2D =200mm 。
3.5换热器核算 3.5.1热流量核算 3.5.1.1壳程表面传热系数可采用克恩公式：14.003155.000Pr Re 36.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=w e d μμλα当量直径，由正三角排列得：de=020.0025.014.3)2025.0785.02032.0(40)204223(4=⨯⨯-⨯=-d d t ππ（m ）壳程流通截面积：)032.0025.01(25.08.0)1(00-⨯⨯=-=t d BD S =0.044（m 2） 壳程流体流速及其雷诺数分别为：u 0=21.0044.0)8253600(27500=⨯（m/s ）Re 0=000715.082521.002.0⨯⨯=4846普朗特准数Pr=34.11140.010*******.263=⨯⨯⨯-； 粘度校正 114.0≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛wηηɑ0=3134.1155.0484602.0140.036.0⨯⨯⨯=1013.57 W/(m 2·K)3.5.1.2管内表面传热系数ɑi 4.08.0Re 023.0Rr d iλ= 管程流体流通截面积：S i =0.785×0.022×356/4=0.028（m 2） 管程流体流速及其雷诺数分别为： u i =0279.0)9943600/(4.149632⨯=1.499（m/s ）Re i =000725.0994499.102.0⨯⨯=40939.1普朗特准数Pr=73.4626.010*******.463=⨯⨯⨯-ɑi =0.023×4.08.073.440939.102.0626.0⨯⨯=6560.4 W/ (m 2·K) 3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻查有关文献知可取：管外侧污垢热阻 R0=0.000172 m 2·K/W 管内侧污垢热阻 Ri=0.000344m 2·K/W管壁热阻 查有关文献知碳钢在该条件下的热导率为λ=45 W/(m ·K)。
