化工原理课程设计(循环水冷却器设计说明书)

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膨胀节固定管板式封头管板目录一、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。

化工原理课程设计设计题目: 循环水冷却器设计设计时间：2013.6.23-2013.7.1设计班级：食安班设计者：学号： 2010指导教师：设计成绩：目录1 设计任务书 (3)2 设计摘要 (4)3 主要物性参数表 (5)3.1循环水 (5)3.2冷却水 (5)4 估算传热面积 (5)4.1 换热器的热负荷 (5)4.2 平均传热温差 (5)4.3 冷却水用量 (6)4.4 传热面积 (6)5 工程结构尺寸 (6)5.1 管径和管程流速 (4)5.3 平均传热温差校正及壳程数 (5)5.4传热管排列和分程方法 (5)5.5 壳体内径 (5)5.6 折流板 (6)5.7 附件 (8)5.8 接管 (8)6 换热器的核算 (9)6.1传热能力核算 (9)6.1.1管城传热膜系数 (9)6.1.2污垢热阻和管壁热阻 (9)6.1.3壳程对流传热膜系数 (10)6.1.4总传热系数K (10)6.1.5传热面积 (11)6.2换热器内流动的流动阻力 (11)6.2.1管程流动阻力 (11)6.2.2壳程阻力 (12)7换热器主要结构尺寸和计算结果表 (12)8 设备参数计算 (14)8.1壳体壁厚 (14)8.2接管法兰 (14)8.3设备法兰 (14)8.4封头管箱 (14)8.5设备法兰垫片 (14)8.6管法兰用垫片 (14)8.7管板 (15)8.8支垫 (15)8.9设备参数总表 (15)9 学习心得 (16)10参考文献 (17)11重要符号说明 (18)化工原理课程设计任务书1.设计任务书设计题目：循环水冷却器设计设计条件：1.设备处理量：74T/h。

2.循环水：入口：55℃，出口：40℃。

3.冷却水：入口：20℃，出口：30℃。

4.常压冷却，热损失：5%。

5.两侧污垢热阻0.00017m2·℃/w。

6.初设K＝900w/m2·℃。

设计要求：1. 设计满足以上条件的换热器并写出设计说明书。

热水冷却器的设计两流体温度变化情况：热水进口温度80℃，出口温度60℃,压力0.1Pa ，冷流体(循环水)进口温度32℃，出口温度40℃。

允许压降不大于510Pa,每年按330天，每天按24小时连续运行 。

（一） 确定设计方案1.选择换热器类型该换热器用循环冷却水冷却，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和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。

2. 流动空间及流速的确定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。

选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取i u =1.Om/ｓ。

(二)基础物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值。

壳程油的定性温度为：8060702C C T ︒︒︒-==(C ︒)管程流体的定性温度为：()3240362C Ct C ︒+︒==︒经计算可得水在70℃下的有关物性数据如下： 密度30977.8kg m ρ=定压比热容0 4.187()P C kj kg c ︒=⋅ 导热系数00.6676λ= 黏度 00.0004061Pa s μ=⋅循环冷却水在36℃下的物性数据： 密度 3994i kg m ρ=定压比热容 pi C =4.08 kJ/(kg·℃) 导热系数 i λ=0.626 W/(m·℃) 粘度 i μ=0.000725 Pa s ⋅()三计算总传热量1． 热流量的计算534011010 1.262631033024q ⨯⨯==⨯⨯2． 平均传热温差'1212(8040)(6032)33.68040ln ln6032m t t t Ct t ︒∆-∆---∆===∆--∆3. 冷却水用量()640 1.057310 3.239277104.084032i pi i Q kg h C t ω⨯===⨯∆⨯-4. 总传热系数 K管程传热系数0.02 1.0994Re 273400.000725i i iid u ρμ⨯⨯===()0.80.420.0234758.7pi i i i i i i i i i c d u w m c d μλρμλ︒⎛⎫⎛⎫∂==⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭壳程传热数假设壳程的传热系数()202000wmc ︒∂=⋅污垢热阻20.000172si R m c w ︒=⋅ 200.000172s R m c w ︒=⋅ 管壁导热系数()45wm c λ︒=⋅()2000001700.381si s i i i i K w m c d d bd R R d d d λ︒==⋅++++∂∂（四）计算传热面积3'2285.36109.68700.38m Q S m k t ⨯===∆15%的面积欲度21.159.6811.132S m =⨯=()五工艺结构尺寸1. 管径和管内流速：选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速s m u i /1=，选用管长为3m 。

齐齐哈尔大学Qiqihar University化工原理课程设计——回流液冷却器说明书学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计日期：2014年8月25日至2014年9月7日摘要随着社会的进步和发展，换热器越来越多的被应用到生产实践中去。

各种新型高效换热设备及传热元件不断出现，并在生产中得到推广应用，带来了巨大的经济效益。

换热器形式多样，每种换热器设备都有其本身的结构特点和工作特性，有些结构形式，在某种情况下使用是好的，但其他情况并不一定适用。

选用换热器应根据流体种类、热导率、黏度等物理性质，以及腐蚀性、热敏性等化学性质，针对选择。

在换热器选型时，还应考虑材料的价格、制造成本、动力消耗费和使用寿命等因素，力求使换热器在整个使用寿命内最经济地运行。

首先确定流体流径。

我们选择冷却水通入管内，儿循环水通过入管间。

我们确定两流体的定性温度，由于温度引起的热效应不大，可以选择固定管板式换热器。

根据初算的总传热系数和热负荷，以及换热器的换热面积，换热器的根数和长度，来确定管程数。

并查阅相关资料。

初步工作完成之后，对设备的各种参数校核，包括换热器壳体，管箱，封头，管板，法兰的选用等等，接着进行一系列的检查。

选择这些附件，不仅要与所选换热很好的匹配，而且要兼顾经济的要求，让换热器既造价低廉又坚固耐用，以达到即经济又实惠的效果。

关键词：列管换热器;固定板式换热器；初步设计AbstractWith social progress and development, the heat exchanger is increasingly beingapplied to production practice. All kinds of high-efficiency heat exchanger and theheat transfer components appear constantly, and widely used in production,Has brought the enormous economic benefits.Heat exchanger in various forms, each heat exchanger device has the structural features and operating characteristics of its own, some form of structure, used insome cases is good, but the other is not always applicable. Should be selectedaccording to the type of fluid, thermal conductivity, viscosity and other physical properties of heat exchanger, and the corrosion resistance, heat sensitivechemical properties, the choice of. In the selection of heat exchanger,consideration should also be given to the material price, cost, power consumptioncost and service life and other factors, in order tomake the most economic operation in the entire service life of heat exchanger.First determine the fluid flow path. We choose the cooling water inlet pipe,circulating water through the pipe.We determine the temperature two fluid, because there is little thermal effectcaused by temperature, can choose a fixed tube plate heat exchanger. According to the total heat transfer coefficient and the heat load of a preliminary calculation,and the heat exchanger area, root number and length of the heat exchanger, to determine the tube number. And relevant data.After the preliminary work, on various parameter checking device, which comprises a heat exchanger shell, tube box, head, tube plate, flange selectionand so on, then a series of examinations.These attachments, not only to match well with the heat, but also to take into account the economic demand, let the heat exchanger is cheap and durable, toachieve the economical effect.Keywords: shell and tube heat exchanger; the fixed plate heat exchanger;preliminary design目录摘要 (I)Abstract (III)第1章绪论 (1)1.1 换热器的重要性及意义 (1)1.2 换热器的研究现状及其发展趋势 (1)1.2.1 国内的研究现状 (1)1.2.2 国外的研究现状 (1)1.2.3 换热器的发展趋势 (2)1.3、换热器的种类 (2)1.4、管壳式换热器的种类及特点 (3)1.4.1 固定管板式换热器........................... 错误！未定义书签。

化工原理课程设计任务书一、设计题目设计一台换热器二、操作条件①油：入口温度130℃，出口温度70℃②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃③允许压强降：管侧允许压力损失为5MPa，壳侧允许压力损失为10MPa④生产任务：油的流速为10000kg/h三、设备类型列管式换热器四、设计要求（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。

化工原理课程设计说明书1.设计概述换热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。

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。

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。

在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右，占总投资的35%～46%。

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。

目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳（列管）式换热器，尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。

一般来讲，管壳式换热器具有易于加工制造、成本低、可靠性高，且能适应高温高压的特点。

数据显示2010年中国换热器产业市场规模在500亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。

其中，石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，其市场规模为150亿元;电力冶金领域换热器市场规模在80亿元左右;船舶工业换热器市场规模在40亿元以上;机械工业换热器市场规模约为40亿元;集中供暖行业换热器市场规模超过30亿元，食品工业也有近30亿元的市场。

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。

《化工原理课程设计》2013-2014 第二学期设计题目：热水冷却器的设计___________姓名： _____________________________________学号： _____________________________________班级： _____________________________________指导教师： __________________________________日期：_____________________________________目录1.确定设计方案 (3)1.1 选择换热器的类型 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 符号说明 (3)2热水冷却器的设计工艺计算 (4)2.1 设计原始数据 (5)2.2 设计计算 (6)2.3 初估换热面积及初选版型 (6)2.4 计算总传热系数K (8)(1) 计算热水侧的对流给热系数 (8)(2) 计算冷水侧的对流给热系数 (8)(3) 金属板的热阻 (8)(4) 污垢热阻 (9)(5) 总传热系数K (9)2.5 计算传热面积 (10)2.6 压降计算 (10)3 设计结果评价 (11)[ 参考文献] (12)1.确定设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度85C，出口温度55C; 冷流体人口温度32 C,出口温度40 C。

该换热器用循环冷却水冷却, 初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式热水冷却器。

1.2设计要求处理能力：仁27 104 t a热水设备形式：锯齿形板式换热器操作条件热水：入口温度80C，出口温度:60 C,压力为0.2Mpa。

冷却介质：循环水，入口温度32C，出口温度40C，压力为0.3Mpa。

允许压降：不大于105Pa每年按330天计，每天24小时连续运行1.3符号说明2.热水冷却器的设计工艺计算2.1设计原始数据出入换热器的流体温度及流量、设计压力如表所示表介质的温度及流量查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表：表介质的定性温度及物性数据2.2设计计算计算热负荷Q1600 4 Q n W h C ph C -T 2) 4187 80-60 =3.72 10 W 36001.流体的平均温度 Tm 和tm:2.计算有效平均温差L t2 -逆流平均温度差可按人tm百=33.6 Cln ——其中, 也二T 2 -匕=60 -32 =28 C, ：t 2—t 2 =80 — 40 =40 C2.3初估换热面积及初选板型对于粘度小于1X 10-3Pa 〃s 的热水与循环冷却水的换热，列管式 换热器的K 值大约为850〜1700W/r r ? C ，而板式热水冷却器的K 值大2约为为列管式换热器的2〜4倍，则可初估K 为2500 W/m ? C 。

银川能源学院化工原理课程设计说明书题目：年处理量15×104t/a煤油冷却器的设计学生姓名学号指导教师院系专业班级设计时间化学工程教研室制摘要本课题是年处理量15×104t/a煤油冷却器的设计，煤油入口温度为140℃，出口温度为40℃；冷却水入口温度为30℃，出口温度为40℃.两流体温差大，为实现物料之间热量传递的节能，故选用了固定管板式换热器。

并选用双管程，单壳程且煤油走壳程，冷却水走管程的换热器。

本设计先确定了设计方案和物性数据,通过估算传热面积来算工艺结构尺寸，选用了管径为φ的碳素钢管、确定使用传热管总计228根和壳体内径为600mm.然后进行换热器核25⨯mm5.2mm算，最终验证了传热系数、有效平均温差39。

09℃、流体流动阻力、面积裕度19。

0％和压降等都在合理范围内.通过计算可得出本设计的正确性后，进行筒体、管箱、管板、法兰、折流板及其它设备进行计算和选型，并进行必要的校核。

最后运用CAD制图软件进行装配图和工艺流程图的绘制。

关键词：固定管板式；面积裕度；压降AbstractThis topic is the design of the handling capacity of 15×104 t/a of kerosene cooler， kerosene entrance temperature of 140 degrees centigrade， the outlet temperature is 40 degrees centigrade； cooling water entrance temperature of 30 degrees centigrade, the outlet temperature is 40 degree Celsius. Two fluid temperature difference， to achieve energy—saving heat transfer between the materials。

化工原理课程设计循环水冷却说明书化工原理课程设计说明书目录1主要物性参数表12工艺计算22.1确定设计方案22.1.1选择换热器的类型22.1.2计算热负荷和冷却水流量22.1.3计算两流体的平均温差，确定管程数32.1.4工艺结构尺寸42.2核算总传热系数52.2.1管程对流传热系数ai52.2.2壳程流体传热系数?o62.2.3计算总传热系数k062.3核算压强降82.3.1管程压强降82.3.2壳程压强降校核103设备参数的计算113.1确定换热器的代号113.1.1换热器的代号113.1.2确定方法123.2计算壳体内径di123.3管根数及排列要求123.4计算换热器壳体壁厚123.4.1选适宜的壳体材料123.4.2该钢板的主要工艺参数性能133.4.3壁厚的计算133.5选择换热器的封头153.6选择容器法兰163.6.1选择法兰的型式163.6.2确定法兰相关尺寸163.6.3选用法兰并确定其标记163.7选择管法兰和接管17我化工原理课程设计说明书3.7.1热流体入口和出口喷嘴173.7.2冷流体入口和出口喷嘴183.7.3管法兰的选择183.8选择管箱193.9挡板的设计193.10轴承的选择203.11拉杆的选择和设置213.11.1拉杆的选择213.11.2拉杆的设置223.12确定管板尺寸223.13垫片的选择233.13.1设备法兰垫片233.13.2管道法兰垫片244数据汇总255条总结意见266篇参考文献277主要符号说明288附表三十ii化工原理课程设计规范1主要物性参数表在定性温度下：t可确定冷却=（10+35）/2=22.5℃，t可确定循环=（55+40）/2=47.5℃表3-1物性参数表物性密度kg/m3比热容kJ/kg℃粘度Pa.s×10-3导热系数w/m℃入口温度℃出口温度℃壳程（循环水）symbolρ1cp1μoneλ1t1t2数据989.154.18050.570750.640255540管程（冷却水）symbolρ2cp2μoneλ数据t170922t1035。

第一章列管换热器设计概述1.1.换热器系统方案的确定进行换热器的设计，首先应根据工艺要求确定换热系统的流程方案并选用适当类型的换热器，确定所选换热器中流体的流动空间及流速等参数，同时计算完成给定生产任务所在地需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸且根据实际流体的腐蚀性确定换热器的材料，根据换热器内的压力来确定其壁厚。

1.1.1全塔流程的确定从塔底出来的釜液一部分进入再沸器再沸后回到精馏塔内，一部分进入到冷却器中。

为了节约能源，提高热量的利用率，采用原料液冷却塔底釜液，这样不仅冷却了釜液又加热了原料液，既可以减少预热原料所需要的热量，又可减少冷却水的消耗。

从冷却器出来的釜液直接储存，从冷却器出来的原料液再通往原料预热器预热到所需的温度。

塔顶蒸出的乙醇蒸汽通入塔顶全凝器进行冷凝，冷凝完的液体进入液体再分派器，其中的2/3回流到精馏塔内，另1/3进入冷却器中进行冷却，流出冷却器的液体直接储存作为产品卖掉。

1.1.2加热介质冷却介质的选择在换热过程中加热介质和冷却介质的选用应根据实际情况而定。

除应满足加热和冷却温度外，还应考虑来源方面，价格低廉，使用安全。

在化工生产中常用的加热剂有饱和水蒸气、导热油，冷却剂一般有水和盐水。

综合考虑，在本次设计中的换热器加热介质选择饱和水蒸气，冷却介质选择水。

1.1.3换热器类型的选择列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广，历史悠久，设计资料完善，并已有系列化标准，特别是在高温、高压和大型换热设备中占绝对优势。

所以本次设计过程中的换热器都选用列管式换热器。

由于本次设计过程中所涉及的换热器的中冷热流体温差不大（小于70℃）,各个换热器的工作压力在1.6MP以下，都属于低压容器，因固定管板式换热器两端管板与壳体连在一起，这类换热器结构简单、价格低廉、管子里面易清洗，所以可选择列管式换热器中的固定管板式换热器。

1.1.4流体流动空间的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)。

化工原理循环水冷却器设计课程设计任务书传热过程是化工生产过程中存在的极其普遍的过程，实现这一过程的换热设备却种类繁多，形式多样。

按换热设备的传热方式划分主要有直接接触式、蓄热式和间壁式三类。

虽然直接接触式和蓄热式换热设备具有结构简单，制造容易等特点，但由于在换热过程中，有高温流体和低温流体相互混合或部分混合，使在应用上受到限制。

因此工业上所有的换热设备工业上所有的换热设备以间壁式换热器居多。

管式换热器的类型也是多种多样的，从其结够上大致可分为管式换热器和板式换热器。

管式换热器主要包括蛇管、套管和列管式换热器；板式换热器主要包括板式、螺旋板式、板壳式换热器。

不同类型的换热器各有自己的优点和使用条件。

1、固定管板式固定管板式换热器是用焊接的方式将连接管束的管板固定在壳体两端。

主要特点是制造方便，紧凑，造价较低。

但由于管板和壳体间的结构原因，使得管外侧不能进行机械清洗。

另外当管壁温与壳体壁温之差较大时，会产生较大的温差应力。

严重时会毁坏换热器由此可知，固定管板式换热器使用与壳程流体清洁，不易结垢。

或者管外侧污垢能用化学处理方法去掉的场合，同时要求壳体壁温与管子壁温之差不能太大，一般情况下，该温差不得大于50 C。

若超过此值，应加温度补偿装置。

通常是在壳体上加一膨胀节。

2、浮头式换热器浮头式换热器是用法兰把管束一端的管板固定到壳体上，另一端管板可以在壳体自由伸缩，并子这端管板上加一顶盖成为“浮头”。

这类换热器的主要特点是管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管。

管束可以在壳体自由伸缩，不会产生温差应力。

但这种换热器结构较为复杂，造价高，制造安装要求高。

由以上特点可以看出浮头式换热器的应用围很广，能在较高的压力下工作，使用于壳体壁温与管壁温之差较大，或壳程流体易结垢的场合。

3、U型管式换热器这类换热器的管束是由弯曲成U型的传热管组成。

其特点是，管束可以自由伸缩，不会产生温差应力，结构简单，造价比浮头式低，管外容易清洗。

换热器课程设计任务书一、设计题目列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件1、设计任务①处理能力（回流液流量）76.8 m3／h②设备型式列管式换热器2、操作条件①回流液入口温度194.0℃,出口温度101.8 ℃②冷却介质原油入口温度53.7℃,出口温度122.1℃③管程、壳程的压强降不大于1.4MPa④换热器的热损失忽略三、设计已知条件1、定性温度下两流体的物性参数（1）回流液定性温度t m=147.9℃密度ρh=701kg/m3；比热容C ph=2.89kJ/(kg.℃) 导热系数λh=0.151W/(m℃)粘度μh=0.509mPa.s(2) 原油定性温度t m=87.9℃密度ρc=798kg/m3比热容C pc=2.20kJ/(kg.℃) 导热系数λc=0.131W/(m℃)粘度μc=6.27mPa.s2、管内外两侧污垢热阻分别是R si=3.2×10-4(m2℃)/W R so=5.1×10-4 (m2℃)/W3、回流液在管程4、管壁导热系数λw=45 W/( m℃)四、设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、换热器装配图(1号图纸)7、设计评述8、参考资料摘要本设计内容是处理量为76.8 m3／h的回流液冷却器，采用列管式换热器。

冷却介质为原油。

设计基本完成了换热器的工艺计算，包括回流液的基础物性数据，换热器面积估算，换热器工艺结构尺寸的计算，并分别进行了核算。

最终绘制了换热器装配图。

关键词：回流液；列管式换热器；AbstractThis design content is the capacity for 76.8m3／h Backflow liquid cooler design, the design uses the Handling hypoxia heat exchanger. Cooling medium for crude oil.The design is completed the heat exchanger technical, including liquid based physical property data, heat exchanger area estimated, heat exchanger process structure size calculation, and respectively accounting. The assembly drawing heat exchangerKey Words: liquid; Handling hypoxia heat exchanger目录课程设计任务书 (Ⅰ)摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)目录 (Ⅳ)一前言1.1换热器及换热器分类 (1)1.2 列管式换热器分类 (1)二设计方案简介 (2)三确定物性数据 (3)四工艺计算及主要设计4.1选择换热器的类型 (4)4.2流程安排 (4)4.3估算传热面积 (4)4.4换热器的核算 (5)五.换热器主要结构尺寸和计算结果表 (12)六、设备参数计算6.1壳体 (13)6.2管板 (13)6.3拉杆 (14)6.4分程隔板 (14)6.5折流板 (14)6.6封头及管箱 (14)6.7接管及其法兰 (15)6.8排气、排液管 (15)6.9浮头 (16)6.10支座设计 (16)七设计计算结果汇总表 (18)八设计总结 (19)九主要符号说明 (20)十参考文献 (21)十一附录 (22)一、前言1.1换热器及换热器的分类在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。

齐齐哈尔大学化工原理课程设计任务书专业：高分子材料与工程班级：高分子姓名：设计日期：设计题目：循环水冷却器设计设计条件：1．设备处理量76 T/h。

2．循环水：入口温度60℃，出口温度45℃3．冷却水：入口温度20℃，出口温度30℃4．常压冷却，热损失5%。

5．两侧污垢热阻0.00017 m2·℃/W。

6．初设K=900 W /m2·℃。

设计要求：1. 设计满足以上条件的换热器并写出设计说明书。

2.根据所选换热器画出设备装配图。

指导教师：目录1 主要物性参数表 (1)2 工艺计算 (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 计算热负荷和冷却水流量 (2)2.1.3计算两流体的平均温差，确定管程数 (3)2.1.4工艺结构尺寸 (4)2.2核算总传热系数 (5)2.2.1管程对流传热系数Ai (5)2.2.2壳程流体传热系数o (6)2.2.3计算总传热系数K0 (6)2.3核算压强降 (8)2.3.1管程压强降 (8)2.3.2壳程压强降校核 (10)3设备参数的计算 (11)3.1确定换热器的代号 (11)3.1.1换热器的代号 (11)3.1.2确定方法 (12)3.2计算壳体内径i D (12)3.3管根数及排列要求 (12)3.4计算换热器壳体壁厚 (12)3.4.1选适宜的壳体材料 (12)3.4.2该钢板的主要工艺参数性能 (13)3.4.3壁厚的计算 (13)3.5选择换热器的封头 (15)3.6选择容器法兰 (16)3.6.1选择法兰的型式 (16)3.6.2确定法兰相关尺寸 (16)3.6.3选用法兰并确定其标记 (16)3.7选择管法兰和接管 (17)3.7.1热流体进出口接管 (17)3.7.2冷流体进出口接管 (18)3.7.3选择管法兰 (18)3.8选择管箱 (19)3.9折流档板的设计 (19)3.10支座的选用 (20)3.11拉杆的选用和设置 (21)3.11.1拉杆的选用 (21)3.11.2拉杆的设置 (22)3.12确定管板尺寸 (22)3.13垫片的选用 (23)3.13.1设备法兰用垫片 (23)3.13.2管法兰用垫片 (24)4数据汇总 (25)5总结评述 (26)6参考文献 (27)7主要符号说明 (28)8附表 (30)1 主要物性参数表=(20+30)/2=25℃在定性温度下：t定冷t定循=(60+45)/2=52.5℃表3-1 物性参数表2 工艺计算2.1 确定设计方案 2.1.1 选择换热器的类型(1) 两种流体的变化情况：热流体（循环水）进口温度60°C ，出口温度45°C ； 冷流体（冷却水）进口温度20°C ，出口温度30°C ；冷水定性温度：()()℃t t t m 253020212121=+=+=热的循环水的定性温度：()()℃T T T m 5.524560212121=+=+= 由于两流体温差小于50°C ，不必考虑热补偿。

循环水冷却器设计
一、设计原理
1.热传导：将带有高温的设备与循环水冷却器连接，通过热传导将设备的热量传递给循环水。

2.对流散热：通过循环水的流动形成对流散热，将热能带走。

3.蒸发散热：利用水的蒸发过程来散热，通过增加循环水的接触面积来提高散热效果。

二、设计要素
1.散热面积：决定了散热效果的大小，通常通过增加换热器的表面积来提高散热效率。

2.水流量：冷却器中循环水的流量越大，散热效果越好，但也需要考虑设备本身对水流量的限制。

3.温度控制：通过控制循环水的温度，可以确保设备工作在适宜的温度范围内，避免过热或过冷。

4.循环泵：用于将循环水从设备中抽出并推送到冷却器中，在设计中需要考虑循环泵的流量和功耗。

三、应用
1.机械设备冷却：例如冷却机床、冲压机、注塑机等工业设备，在工作过程中会产生大量热量，需要通过循环水冷却器来降温。

2.动力设备冷却：例如发电机、变压器等动力设备，在工作过程中也会产生大量热量，需要通过循环水冷却器来保持其正常运行。

3.电子设备冷却：例如计算机服务器、通信设备等，由于其高密度集成和高功率运行，容易过热，需要通过循环水冷却器来散热。

4.化学工艺冷却：在一些化学反应中，需要对反应体系进行冷却，以控制反应速度和保证产品质量，循环水冷却器可以起到很好的冷却效果。

总之，循环水冷却器作为一种常见的冷却系统，其设计和应用领域非常广泛。

在设计过程中，需要考虑散热面积、水流量、温度控制和循环泵等要素，以提高散热效率和保持设备的正常运行。

随着科技的不断进步，循环水冷却器的设计也在不断优化，以应对不同设备的散热需求。

化工原理课程设计---热水冷却器的设计化工原理课程设计题目热水冷却器的设计学院名称化学化工学院指导教师刘慧君职称教授班级精工101学号20104540125学生姓名宋娟2013年1月10日化工原理课程设计题目热水冷却器的设计学院名称化学化工学院指导教师刘慧君职称教授班级精工101学号20104540125学生姓名宋娟2013年1月10日《化工原理》课程设计任务书专业：化学工程与工艺班级：精工101 设计人：宋娟计题目：热水冷却器的设计一、设计任务及操作条件1．处理能力 3000kg/h(热水)2．设备型式：锯齿型换热器3．操作条件⑴热水：入口温度80℃,出口温度60℃⑵冷却介质：自来水，入口温度32℃，出口温度40℃⑶允许压强降：不大于105Pa二、设计要求(一)、编制一份设计说明书（打印稿），主要内容包括：1.前言；2.流程的确定和说明书（附流程简图）；3.生产条件的确定；4.换热器的设计计算，由热平衡计算传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量并决定流体通入的空间。

5.算流体的定性温度，以确定流体的物性数据。

初算有效平均温差。

一般先按逆流计算，然后再校核。

6.计算传热系数K值，然后再作校核。

7.估传热面积。

常取实际传热面积是计算值的1.5-1.25倍。

8.计算流体流动阻力。

如阻力超过允许范围，需调整设计，直至满意为止。

选择适宜的锯齿型换热器并进行核算。

9.附属设备的选型和计算；10.设计结果列表；11.设计结果的讨论和说明；12.注明参考和使用的设计资料；13.结束语。

（二）绘制换热器装配图1张 (手绘1#号图纸)三、设计日期：2011年12月26日至2012年1月6日目录1概述1.1换热器1.2设计方案简介1.3设计方案的确定1.3.1设计流程图1.3.2工艺流程简图1.3.3换热器的选型1.4符号说明2锯齿形板式热水冷却器设计的参数计算2.1确定设计条件2.1.1定性温度的计算2.1.2热负荷的计算2.1.3平均温差的计算2.1.4初估换热面积及初选板型2.1.5核算总传热系数K2.1.6传热面积S的计算2.1.7压降的计算2.2锯齿形板式热水冷却器的主要参数及计算结果3 课程设计过程中的感想及收获3参考文献1概述1.1换热器换热器，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。

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。

化工原理设计说明书1.设计任务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 198000t／a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°C，出口温度40°C②冷却介质：循环水，入口温度30°C，出口温度40°C③允许压降：不大于105Pa④每年按330天计，每天24小时连续运行2.设计内容2.1设计方案的确定2.2．1选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度140°C，出口温度40°C；冷流体(循环水)进口温度30°C，出口温度40°C。

该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素,因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。

2.1.2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。

选用Φ25×2.5 mm的碳钢管，管内流速取Ui=0.5m/s。

2.2确定物性数据定性温度:可取流体进口温度的平均值.壳程油的定性温度为T=(140+40)/2=90(°C)管程流体的定性温度为t=(30+40)/2=35(°C)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90°C下的有关物性数据如下:密度ρ。

=825 kg/m3定压比热容C pc=2.2 2kJ/（kg·°C）导热系数λ。

=0.1 W/(m·°C)粘度µc=7.15×10-4 Pa·s冷却循环水在35°C下的物性数据:密度ρi=994 kg/m3定压比热容C pi=4.08 kJ/（kg·°C）导热系数λi=0.626 W/(m·°C)粘度µi=7.25×10-4 Pa·s2.3 计算总传热系数2.3.1热流量m。