列管式换热器设计书

化工原理课程设计任务书一系部名称：应用化学与环境工程系专业：应用化工技术年级：级一、设计题目列管式换热器设计二、设计任务与操作条件在生产过程中需将3000kg/h旳某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22kJ/kg·℃；导热系数为0.140W/m·℃；粘度为0.000715Pa·s；污垢热阻为0.000172m2·℃/W）从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa，冷却介质采用循环水，循环冷却水旳压力为0.4MPa，循环水旳入口温度为35℃，出口温度为45℃。

设计一列管式换热器满足上述生产需要。

三、具体规定本设计规定完毕如下设计及计算：1、换热器工艺设计及计算：涉及物料衡算、能量衡算、工艺参数选定及其计算；2、换热器构造设计：涉及换热设备旳重要构造设计及其尺寸旳拟定等；3、绘制换热器装配图：涉及设备旳各类尺寸、技术特性表等，用1号图纸绘制；4、编写设计阐明书：作为整个设计工作旳书面总结，阐明书应简洁、整洁、文字精确。

内容应涉及：封面、目录、设计任务书、概述或引言、设计方案旳阐明和论证、设计计算与阐明、对设计中有关问题旳分析讨论、设计成果汇总（重要设备尺寸、各物料量和状态、能耗、重要操作参数以及附属设备旳规格、型号等）、参照文献目录、总结及感想等。

四、重要技术路线提示1、查阅文献资料，理解换热设备旳有关知识，熟悉换热器设计旳措施和环节；2、根据设计任务书给定旳生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；3、根据换热器工艺设计及计算旳成果，进行换热器构造设计；4、以换热器工艺设计及计算为基本，结合换热器构造设计旳成果，绘制换热器装配图；5、编写设计阐明书对整个设计工作旳进行书面总结，设计阐明书应当用简洁旳文字和清晰旳图表体现设计思想、计算过程和设计成果。

五、进度安排1、收集资料、阅读教材，拟定设计方案0.3周2、换热器工艺设计及计算0.5周3、换热器构造设计0.4周4、绘制换热器装配图0.4周5、编写设计阐明书0.4周六、完毕后应上交旳材料1、设计阐明书1份2、换热器装配图1张七、推荐参照资料1、《化工原理》上册天津大学出版社2、《化工原理》化学工业出版社3、《化工设备机械基本》高等教育出版社4、《换热器设计》上海科技出版社5、《压力容器手册》劳动人事出版社6、《钢制石油化工压力容器手册》化学工业出版社7、《化工管路手册》化学工业出版社指引教师签名日期年月日教研室主任签名日期年月日系主任审核日期年月日化工原理课程设计任务书二系部名称：应用化学与环境工程系专业：应用化工技术年级：级一、设计题目列管式换热器设计二、设计任务与操作条件在生产过程中需将5000kg/h旳某种油（在90℃时，密度为825kg/m3；定压比容为2.22kJ/kg·℃；导热系数为0.140W/m·℃；粘度为0.000715Pa·s；污垢热阻为0.000172m2·℃/W）从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa，冷却介质采用循环水，循环冷却水旳压力为0.4MPa，循环水旳入口温度为35℃，出口温度为45℃。

摘要：列管式换热器属于间壁式换热器，冷热流体通过换热管壁进行热量的交换。

参照任务书的任务量,需设计年冷却15000吨乙醇的列管式换热器，设计时先确定流体流程，壳程走乙醇，其进、出口温度都为80℃，相变放出潜热，井水走管程冷却乙醇，进口温度为32℃，出口温度为40℃。

再进行热量衡算、传热系数校核，初选冷凝器的型号，然后通过进行设备强度校核等一系列的计算和选型，最终确定的设计方案为固定管板式换热器，所选用型号为BEM400-2.5-30-9/25-2 Ⅰ，换热器壳径为400mm，总换热面积为27.79m2,管程为2，管子总根数为60，管长6000 mm,管束为正三角排列，两端封头选取标准椭圆封头。

关键词：列管式换热器，乙醇，水，温度，固定管板式。

Abstract:The tube type heat exchanger is a dividing wall type heat exchanger, fluids with different temperatures exchange heat by means of tube wall’s heat transfer.According to the assignment, A tube type heat exchanger which has a process capacity of .⨯41510t/a is needed. The ethanol flow in the shell,the temperature in the entrance and exits is 80℃.The water which cool the ethanol flow in tubes, the inlet and outlet temperatures are 32℃and 40℃.Then by taking series calculating to confirm the module of the heat exchanger . After the design of intensity designing and a series calculating and choosing , the last result of our design is the fasten-board heat exchanger. The style of the heat exchangeis9BEM400 2.530 225Ⅰ----, and the diameter of the receiver is400mm ,The area of the heat exchange is 27.79 m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 tubes.And the length of tubes is 6000mm . Tubes are ranked of the shape of triangle ，the envelops are oval-shaped.目录1前言 (3)2设计条件 (3)3设计方案的确定 (3)3.1设计原则 (3)3.2结构初选 (4)4列管式换热器的设计计算 (10)4.1列管式换热器型号的初选 (10)4.2核算总传热系数： (13)5列管式换热器的初步计算及选型 (15)5.1试算并初选换热器规格 (15)5.2设计校核 (19)6设备尺寸的确定及强度校核 (22)6.1计算圆筒厚度 (22)6.2封头设计 (23)6.3拉杆定距管尺寸 (24)6.4管板 (25)6.5容器法兰 (26)6.6接管与接管补强 (27)6.7管箱的计算 (33)6.8折流挡板 (33)6.9焊接方式 (34)6.10支座 (34)6.11辅助设备 (38)7设计结果概要 (39)8课程设计心得 (40)9参考文献 (42)1前言艰辛知人生，实践长才干。

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。

列管式换热器设计任务书列管式换热器设计任务书一、设计题目： 1，换热器设计二、设计任务及操作条件 1、设计任务：生产能力〔进料量〕 (110000+学号后三位×1000) Kg／h 2、操作条件甲苯的压力： 6.9MPa，进口110℃，出口60℃循环冷却水的压力：0.4MPa 进口？℃，出口？℃ 3、设备型式自选4.物性参数按任务书要求自查三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明选择什么样的换热器，以流程等作必要交代 2、工艺计算确定物性数据，传热面积的估算 3、主要设备工艺尺寸设计〔1〕冷凝器结构尺寸确实定〔2〕传热面积、两侧流体压降校核〔3〕接管尺寸确实定等 6、换热器设备图〔A3〕和说明书四、参考设计计算程序：1.根据条件确定管程和壳程的物体流速，进出口的温度条件；根据两侧流体的温度条件，确定两流体在该换热器中定性温度的物性值。

物性值包括密度、比热、粘度，并计算该换热器的传热量。

2.确定换热器的平均温度差?t,?tm及温差修正系数。

3.假定总传热系数K或壳程的传热系数?04.计算传热面积5.根据工艺选择管径的尺寸，选择管程数和壳程数，确定管程和壳程数，校正 1温度差系数〔必须大于 >0.8〕，否那么返回第二步〔修改良出水温度〕。

如果满足那么计算换热器所需的管数。

按排列等计算壳径。

6.分别计算管程和壳程的传热系数，根据两物体的污垢系数计算K计，如果小于第三步假设值，按K计返回第三部〔重新假设K值〕，如果满足那么进行下一步。

也可算出实际传热面积，实际面积/理论面积应的允许范围内〔范围自查〕 7.计算管程和壳程两侧的压力降，如果满足工艺条件那么结束。

如管程压降偏大可减少管数，壳程压降偏大，可调整折流板的距离，返回第五重新计算。

参考书：1.中国石化集团上海工程.化学工艺设计手册，上，第三版.北京：化学工业出版社，20032.化工机械手册编辑委员会.化工机械手册.天津：天津大学出版社，19923.王静康.化工过程设计，第二版.北京：化学工业出版社，20224.柴诚敬等.化工原理课程设计. 天津：天津大学出版社，20225.杨祖荣等.化工原理.北京：化学工业出版社，2022换热器主要结构尺寸和计算结果见下表：参数管程流率进/出口温度/℃压力/MPa 物定性温度/℃性密度/〔kg/m3〕定压比热容/[kj/〔kg?k〕] 粘度/〔Pa?s〕热导率〔W/m?k〕普朗特数设形式备壳体内径/㎜结管径/㎜构参管长/㎜数管数目/根传热面积/㎡管程数主要计算结果流速/〔m/s〕外表传热系数/[W/〔㎡?k〕] 污垢热阻/〔㎡?k/W〕管程壳程壳程数台数管心距/㎜管子排列折流板数/个折流板间距/㎜材质壳程碳钢 23。

食品工程原理课程设计设计书设计题目：列管式换热器的设计：学院班级：食品学院食科142班学号：：设计时间：2016.05.30~06.04目录一、换热器设计任务书 ............................................ 错误!未定义书签。

二、摘要 .................................................................... 错误!未定义书签。

三、初步选定换热器 ................................................ 错误!未定义书签。

四、设计计算 ............................................................ 错误!未定义书签。

五、收获 .................................................................... 错误!未定义书签。

六、参考文献 ............................................................ 错误!未定义书签。

附件一换热器主要结构尺寸和计算结果........ 错误!未定义书签。

附件二主要符号说明 ............................................................... - 15 -一、换热器设计任务书1、设计题目设计一台用饱和水蒸气加热水的列管式固定管板换热器2．设计任务及操作条件（1）处理能力130 t/h（2）设备型式列管式固定管板换热器（3）操作条件①水蒸气：入口温度147.7℃，出口温度147.7℃②冷却介质：自来水，入口温度10℃，出口温度80℃③允许压强降：管程10^4-10^5,壳程10^3-10^4（4）设计项目①设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。

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。

列管式换热器课程设计说明书1.工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一煤油冷却器二、设计条件：1、处理能力 160000吨/年2、设备型式列管式换热器3、操作条件允许压力降：0.02MPa 热损失：按传热量的10%计算每年按330天计，每天24小时连续运行三、设计容4、前言5、确定设计方案（设备选型、冷却剂选择、换热器材质及载体流入空间的选择）6、确定物性参数7、工艺设计8、换热器计算（1）核算总传热系数（传热面积）（2）换热器流体的流动阻力校核（计算压降）9、机械结构的选用（1）管板选用、管子在管板上的固定、管板与壳体连接结构（2）封头类型选用（3）温差补偿装置的选用（4）管法兰选用（5）管、壳程接管10、换热器主要结构尺寸和计算结果表11、结束语（包括对设计的自我评书及有关问题的分析讨论）12、换热器的结构和尺寸（4#图纸）13、参考资料目录2.流程图3.工艺流程图水（30℃）煤油（140℃）浮头式换热器水（50℃）可循环利用产品：煤油（80℃）4.设计计算4.1设计任务与条件某生产过程中，用自来水将煤油从140℃冷却至80℃。

已知换热器的处理能力为160000吨/年，冷却介质自来水的入口温度为30℃，出口温度为50℃，允许压力降为0.02MPa ，热损失按传热量的10%计算，每年按330天计，每天24小时连续运行，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。

4.2设计计算4.2.1确定设计方案（1） 选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 热流体进口温度1T 140℃，出口温度2T 80℃， 冷流体进口温度1t 30℃，出口温度2t 50℃。

进口温度差1T -1t =110℃＞100℃，因此初步确定选用浮头式换热器。

（2） 管程安排 由于自来水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器热流量下降，而且管程较壳程易于清洗，再加上热流体走壳程可以使热流体更易于散热，减小能耗，所以从总体考虑，应使自来水走管程，混合气体走壳程。

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。

钢制列管式固定管板换热器结构设计手册钢制列管式固定管板换热器是一种常见的换热设备，常用于化工、石油、制药等行业中的热交换过程。

下面是钢制列管式固定管板换热器结构设计手册的相关参考内容：一、引言1.1 设计目标：介绍钢制列管式固定管板换热器的设计目标，包括换热效率、压降、耐压能力等。

1.2 设计依据：列出设计所依据的国家标准、行业规范和相关技术要求。

二、钢制列管式固定管板换热器概述2.1 结构类型：介绍钢制列管式固定管板换热器的基本结构和组成部件，包括管束、固定管板、壳体等。

2.2 工作原理：详细描述换热器的工作原理，包括流体流动路径、热交换过程等。

2.3 应用范围：列举钢制列管式固定管板换热器的主要应用领域和工况条件。

三、设计计算3.1 换热器尺寸计算：以给定的换热面积和流体参数为基础，计算换热器的尺寸，包括壳体内径、管束长度等。

3.2 管板和管束的布置：设计管绞口的位置和数量，确定管束在壳体中的布置方式。

3.3 板间支撑：介绍板间支撑的设计原则和布置方式，确保管束的稳定性和承压能力。

3.4 温度和压力设定：根据工作条件和材料的耐受能力，确定换热器的设计温度和设计压力。

四、工艺流程和材料选型4.1 工艺流程：详细描述换热器的制造工艺流程，包括加工、焊接、组装等环节。

4.2 材料选型：介绍换热器壳体、管束、管板等主要部件的材料选型，考虑材料的耐腐蚀性、耐压能力和可焊接性。

五、结构设计5.1 壳体设计：包括壳体的结构类型、材料选型和强度计算等。

5.2 管束设计：确定管束的尺寸、材料选型和支撑方式，以确保管束在工作条件下的稳定性和换热效率。

5.3 固定管板设计：确定固定管板的尺寸、材料选型和布置方式，以保证管束和管板之间的紧密度和承压能力。

5.4 密封设计：考虑换热器在工作过程中的温度和压力变化，设计适当的密封装置，确保换热器的密封性能。

六、安全性分析和性能验收6.1 安全性分析：对换热器在不同工况下的安全性进行分析，包括压力容器强度计算、应力分析等。