换热器设计方案

江西科技师范学院药学院

课程设计说明书

专 业： 制药工程

班 级：

姓 名：

学 号：

指导教师： 程丹

设计时间：2011年9月1日——9月14日

要 求 与 说 明

一、学生采用本报告完成课程设计总结。

二、要求文字用钢笔或圆珠笔填写，工整、清晰。所附设备安装图用铅笔或计算机绘图画出。

三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。

1 一、 设计任务书

设计题目：列管式换热器的设计

设计条件：某生产过程的流程如图所示，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 140℃进一步冷却至60 ℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏·h-1，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℃，出口温度为 ℃，要求设计一台列管式换热器，完成该生产任务。

已知该混和气体在80～100℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：

密度 31/90mkg

定压比热容 1pc=3.297 kJ/(kg·℃)

热导率 1=0.0279 W/(m·℃)

粘度 Pas51105.1

生产过程流程图

二、 设计方案简介

2 1、设计流程

从整个换热器设计，我们可以把整个设计过程分为物性数据的确定、传热面积的估算、工艺尺寸的设计、换热器参数的核算、图纸的绘制这五个基本步骤。

2、选择换热器类型

两流体温度变化情况：热流体混合气体入口温度140℃，出口温度60℃；冷流体入口温度29℃，出口温度39℃。221ttt，t冷=（29+39）/2=34℃，t热=（140+60）/2=100℃，t热- t冷=100-34=66℃，温差较大，大于50℃，混合气体压力为6.9Mpa，冷却水压力为0.4 Mpa，压力偏高，故可以选用浮头式换热器，采用逆流。

化工原理课程设计

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前 言

换热器是将热量从一种载热介质传递给另一种载热介质的装置。 换热器可以在确定的流体之间，在一定时间内交换一定数量的热量;也可以是以回收热量为目的，用于余热利用;也可以是以保证安全为目的，即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。换热器的作用不同，其设计、选型、运行工况也各不相同。它是化工、石油、食品、动力及其它许多工业部门的通用设备，因而在生产中占有极为重要的地位。

换热器种类很多，根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类：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。它对提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力以及培养学生的工作作风、态度和处理问题等方面具有很重要的意义。

这次设计中的主要内容为换热器的工艺计算、换热器的结构与强度设计。其中，工艺计算主要确定换热器的换热面积、压降计算、壁温计算等。而结构与强度设计则主要包括：管板厚度计算、换热管的分布、以及各种零部件的材料选择等。设计的前半部分是工艺计算，主要是根据给定的设计条件估算换热面积，从而进行换热器的选型，校核传热系数，计算传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算。设计的后半部分则是关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型进行设备内各个零部件（如接管、折流板、定距管等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的核算等。

化工原理课程设计

2 化工原理课程设计任务书

一、设计题目：

1，3-丁二烯液体换热器设计

二、设计任务及操作条件

生产能力（进料量）：219000㎏/h；操作条件：丁二烯液体的压力：6.9MPa，进口110℃，出口60℃；循环冷却水压力：0.4MPa，进口29℃，出口39℃。

三、设计计算

（1）确定设计方案

1．选择换热器的类型

两流体温度的变化情况：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39℃，该换热器用循环水冷却，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和壳体温度之差较大（85 - 34

换热器的设计方案

1. 简介

换热器是工业生产过程中常用的设备之一，用于在不同介质之间进行热量的传递和交换。本文将介绍换热器的设计方案，包括选择材料、确定换热面积和流体参数等关键步骤。

2. 材料选择

在进行换热器设计时，材料的选择是非常重要的。一般来说，常用的换热器材料包括不锈钢、碳钢、铜、铝等。选择材料时需要考虑以下几个因素：

• 耐腐蚀性：根据介质的性质选择能够抵抗腐蚀的材料，以确保换热器的使用寿命。

• 导热性：选择具有良好导热性的材料，以提高换热效率。

• 强度和硬度：根据工作条件确定材料的强度和硬度，以保证换热器的安全和可靠性。

3. 换热面积的确定

换热面积是设计换热器时的关键参数，它直接影响换热器的热效率。换热面积的确定需要考虑以下因素：

• 热传导：根据介质的热传导性质和需要传热的热量确定换热面积的大小。

• 流体速度：流体速度越大，传热效果越好，因此需要根据流体速度确定换热面积。

• 温差：温差越大，换热器的传热效果越好，因此需要根据温差确定换热面积。

4. 流体参数的确定

在设计换热器时，需要确定流体的参数，包括流体的流速、流量和温度等。这些参数直接影响换热器的性能和效果。

• 流速：流体的流速越大，传热效果越好，因此需要根据具体情况确定流速。

• 流量：根据需要传热的热量和换热器的热传导能力，确定流体的流量。

• 温度：根据介质的温度要求和换热器的传热效果，确定流体的进出口温度。 5. 换热器类型的选择

根据不同的工艺要求和介质特性，可以选择不同类型的换热器。常见的换热器类型包括壳管换热器、板式换热器、管束换热器等。在选择换热器类型时，需要考虑以下几个因素：

• 空间限制：根据工作场所的空间限制选择合适的换热器类型。

• 介质性质：根据介质的流动性质和热传导性质选择合适的换热器类型。

• 温度和压力：根据工艺要求和介质的温度和压力选择适应的换热器类型。

6. 换热器的安装和维护

课程设计说明书

换热器（冷凝器）的设计

院（系） 生物科学与工程学院

专 业 生物工程

班 级 2009级1班

指导老师

学生姓名

2012年 6 月 20日

华 南 理 工 大 学

课 程 设 计 任 务 书

兹发给 2009级生物工程1班 班学生 刘蓓蕾 课程设计任务书，内容如下：

1．设计题目： 25%CaCl2列管式换热器的设计

2．应完成的项目：

（1）设计说明书一份；

（2）换热器装配图（1号图纸）

（3）换热器流程图（4号图纸）

3．参考资料以及说明：

（1）邹华生等,传热传质过程设备设计[M].华南理工大学出版社. 2007.

（2）伍钦等，化工原理(上册)[M].化学工业出版社.2007

（3）朱聘冠，换热器原理及计算[M].清华大学出版社.1987

（4）化学设备标准手册[M].化学工业部设备设计技术中心站.