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煤油换热器设计说明书

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目录第1章设计任务书 (1)1.1设计条件 (1)1.2设计要求 (1)第2章确定设计方案 (1)2.1选择换热器的类型 (1)2.2流程安排 (1)第3章主要物性参数 (2)3.1设计条件 (2)3.2确定主要物性数据 (2)3.2.1 定性温度的确定 (2)3.2.2 流体有关物性数据 (2)第4章估算传热面积 (3)4.1热流量 (3)4.2冷却水流量 (3)4.3平均传热温差 (4)4.4估算传热面积 (5)第5章工程结构尺寸 (5)5.1计算壳体厚度 (5)5.2封头的选择 (6)5.3垫圈的选择 (6)5.4接管 (7)5.4.1壳程流体进出口接管 (7)5.4.2 管程流体进出口接管 (7)5.5法兰 (7)5.5.1 壳体法兰 (7)5.5.2 管法兰 (8)5.6支座的选用 (8)第6章换热器核算 (9)6.1核算压强降 (9)6.1.1管程压强降 (9)6.1.2壳程压强降 (9)6.2传热能力核算 (10)6.2.1 管程传热膜系数 (10)6.2.2 壳程流体传热膜系数 (11)6.2.3 污垢热阻 (12)6.2.4 总传热系数 (12)6.2.5 安全系数 (12)第7章换热器主要结构尺寸和计算结果表 (13)参考文献 (14)致谢 (14)第1章 设计任务书1.1设计条件1、设备处理量16000kg/h2、煤油：入口温度140°C ，出口温度50°C3、冷却水：入口温度30°C ，出口温度40°C4、热损失可忽略。

两则污垢热阻分别为W C m Rs /0017.020 ⋅= W C m Rs i /0034.02 ⋅=5、壳程压降不大于30KPa6、初设K=290w/(m2c)1.2 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。

第2章 确定设计方案2.1 选择换热器的类型由于温差较大和要便于清洗壳程污垢，对于油品换热器，初步确定选用浮头式换热器。

采用折流挡板，可使作为被冷却的煤油易形成湍流，可以提高对流表面传热系数，提高传热效率。

2.2 流程安排煤油黏度较大，走壳程在较低的Re 数时即可达到湍流，有利于提高其传热膜系数，煤油可利用外壳向外散热，增强冷却效果。

第3章 主要物性参数3.1设计条件由设计任务书可得设计条件如下表：注：要求设计的换热器在常压下操作。

3.2 确定主要物性数据3.2.1 定性温度的确定煤油的进出口温度分别为140°C 、50°C ；水的进出口温度30°C 、40°C 。

可取流体进出口温度的平均值。

管程水的定性温度为：3524030=+=T ℃ 壳程煤油的定性温度为：95250140=+=t ℃ 3.2.2 流体有关物性数据根据由上面两个定性温度数据，查阅参考书可得煤油和水的物理性质。

可得壳程和管程流体的有关物性数据。

第4章 估算传热面积4.1 热流量换热器的热负荷是指在确定的物流进口条件下，使其达到规定的出口状态，冷流体和热流体之间交换的热量，或是通过冷、热流体的间壁所传递的热量。

对无相变的工艺物流，换热器的热负荷由下式确定：)(21T T c W Q ph h -=式中 Q —— 热负荷，h kJh W —— 流体的流率，h kgcph—— 流体热容，c kg kJ1T 、2T ——流体的入口、出口温度，℃故W Q 9200003600/)50140(103.2160003=-⨯⨯⨯=4.2 冷却水流量)(/12t t c Q W pc C -=式中 C W —— 冷却水流量，h kgcpc—— 水的热容，c kg kJ2t 、1t —— 流体的入口、出口温度，℃故h Kg W C /79102)3040(10187.436009200003=-⨯⨯⨯=4.3 平均传热温差平均传热温差是换热器的传热推动力。

其值不但和流体的进出口温度有关，而且还与换热器内两种流体的流行有关。

平均传热温差可用换热器的两端流体温度的对数平均温差表示，即：1212ln 't t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 式中 'm t ∆—— 逆流时的对数平均传热温差 t 1∆——t 1∆=t T 12-t 2∆——t 2∆=t T 21- 故求得7.49305040140ln )3050()40140(ln'1212=-----=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 而 09.03014030401212=--=--=t T t t P93040501401221=--=--=t t T T R 查图4-19，得 9.0=∆t ϕ所以 73.447.499.0'=⨯=∆⋅=∆∆m t m t t ϕ℃ 其中，'m t ∆——逆流时的对数平均传热温差，℃m t ∆——折流时的对数平均传热温差，℃t ∆ϕ——温度差校正系数，量纲为14.4 估算传热面积由于管程气体压力较高，故可选较大的总传热系数。

初步设定设K 0=290 W ·m -2·℃-1。

则估算的传热面积为：292.7073.44290920000m t K Q S m =⨯=∆=据此，由换热器系列标准选定下述型号的换热器实际传热面积 2039.68)1.05.4(025.014.3198m dl n S =-⨯⨯⨯==π若选择该型号的换热器，则要求过程的总传热系数为)/(7.30073.4439.68920000200C m W t S Q K m ⋅=⨯=∆=第5章 工程结构尺寸5.1计算壳体厚度壳体厚度按以下公式计算：C PcPcDid t+-=ϕσδ][2 取设计压力MPa Pc 6.1= ,设计温度150℃ ，材料选取Q235-A,标号GB3274，查表得MPa t 113][=σ筒体纵、环焊缝均为全焊透双面对接焊接，局部无损探伤 5.80=ϕ ≥δmm Pc PcDi t .05.61-5.801132600.61][2=⨯⨯⨯=-ϕσ腐蚀余量mm C 12= 计算壁厚为：mm PcPcDid t .061][2=+-=ϕσδd δ在6.0—7.0之间，查表得mm C .601=名义壁厚为：mm C d n 81=∆++=δδ5.2 封头的选择选取椭圆形封头，mm Dg 600= ，mm h 1501= ，直边高度mm h 252=内表面积为：0.4362m ， 容积 0.03523m ，材料Q235-A ,重量：28.3㎏5.3 垫圈的选择5.4 接管5.4.1壳程流体进出口接管取接管内液体流速s m u /8.01=， 则接管内径为：8.014.30055.04411⨯⨯==u vD π=0.089(m)可选取接管Φ133×4mm ，长150mm 的两个5.4.2 管程流体进出口接管取接管内液体流速s m u /8.12=mm u v D 125.8114.322.004422=⨯⨯==π 可选取接管Φ133×4mm ，长150mm 的两个5.5 法兰5.5.1 壳体法兰壳体法兰用甲型平焊容器法兰JB1158-73,各参数如下：MPa P N .61 ,材料16Mn5.5.2 管法兰选择管法兰根据公称直径与公称压力选用板式平焊钢制管法兰HG20593-97 SO150-2.5RF 16Mn钢制管法兰（HGJ45-91）5.6 支座的选用查阅《化工设备设计手册》选用A 3F 材料，采用鞍式支座 Dg600AJB1167—73，尺寸为：第6章 换热器核算6.1 核算压强降6.1.1管程压强降p t i N F P P P ⋅∆+∆=∆∑)(21 4.1=tF ，2=p N管程流通面积2220311.0219802.044m N n d A p i i =⨯⨯=⋅=ππs m A V u i s i /71.00311.0994360079102=⨯⨯==1941510727.099471.002.0Re 3=⨯⨯⨯=⋅⋅=-μρi i i u d取相对粗超度为.10=ε，05.0201.0==id ε查莫狄图得036.0=i λ Pa u d l p 2029271.099402.05.4036.02221=⨯⨯⨯==∆ρλPa u p r 6.751271.09943222=⨯⨯==∆ρξ总压降：Pa P i778624.1)6.7512029(=⨯⨯+=∆∑＜30KPa （符合设计要求）6.1.2壳程压强降s s N F p p p)('2'10∆+∆=∆∑其中，15.1=s F 1=s N 2)1(200'1u N n Ff p B c ρ+=∆管子为正方形斜转45°排列，F=0.4 1719819.119.1=⨯==n n c 取折流挡板间距h=0.15m 29115.05.41=-=-=h L N B 壳程流通面积 2000263.0)025.0176.0(15.0)(m d n D h A c =⨯-=-= 46731091.081021.0025.0Re 3000=⨯⨯⨯==-μρu d >500728.046730.5Re 0.5228.0228.000=⨯==--f所以 Pa p 2652221.0810)129(17728.04.0'21=⨯⨯+⨯⨯⨯=∆ Pau D h N p B 1554221.0810)6.015.025.3(292)25.3(220'2=⨯⨯⨯-⨯=-=∆ρPa p483715.1)15542652(0=⨯+=∆∑<30KPa 符合要求经过上述计算，管程、壳程压强降都符合设计要求6.2 传热能力核算6.2.1 管程传热膜系数管程为流体无相变传热，则通常情况下用下式计算：4.08.0Pr Re 023.0ii ii d ⨯⨯⨯=λα式中，λ—— 壳程流体的导热系数，w/(m2c)e d —— 当量直径，mi Re —— 管内流动雷诺系数，Pr —— 普兰特准数，取定性温度下得值，19415Re =i)/(365186.41941502.0626.0023.0Pr Re 023.086.4626.010727.010187.4Pr 24.08.04.08.033C m W d c ii ii p i ⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯==-λαλμ6.2.2 壳程流体传热膜系数14.03/155.000)()()()(36.0wp e ec ud d μμλμμρλα⋅= 式中 λ—— 壳程流体的导热系数，w/(m2c)e d —— 当量直径，mRe 0—— 管外流动雷诺系数，Pr —— 普兰特准数，取定性温度下得值，μ —— 流体定性温度下的粘度，Pa ·sw μ—— 流体在壁温下的粘度，Pa ·s取列管的中间距t=32mm,则流体通过管间最大截面积为1.1613.01091.0103.2Pr 67291091.081028.0027.0Re 027.0025.0)025.04032.0(4)4(4/28.00197.08103600160000197.0)032.0025.01(6.015.0)1(33030022020200=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯-⨯=-==⨯⨯===-⨯=-=--λμμρππππp e e s c u d m d d t d sm A V u t d hD A取95.014.0=）（wμμ 所以 )/(53095.0)1.16()6729(027.013.036.0023/153.00C m W ⋅=⨯⨯⨯⨯=α 6.2.3 污垢热阻管内外污垢热阻分别为：WC m Rs WC m Rs i /00017.0/00034.0202 ⋅=⋅=6.2.4 总传热系数ii i id d d d Rs Rs K αα0000011+++==20365125202500034.000017.053011⨯+⨯++ = )/(3542C m W ⋅由前面的计算可知，选用该型号换热器时要求过程的总传热系数为)/(.73002C m W ⋅,在规定的条件下，计算出的0K 为)/(3542C m W ⋅,故所选择的换热器是合适的。

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毕业设计煤油冷却器的设计换热器毕业设计说明[管理资料]

毕业设计煤油冷却器的设计换热器毕业设计说明[管理资料]

某某大学毕业设计(论文)题目：煤油冷却器的设计（处理量1600kg/h）学院：机电工程学院专业班级：过控084班学生姓名：某某指导老师： X X X成绩：2012年 6 月15 日摘要本次毕业设计的任务是设计一个换热器。

首先分析设计任务和条件，初步选择换热器的类型，进行流程安排，接着进行工艺结构计算，并重点针对湍流程度和传热面积裕度进行核算。

以上完成后是结构设计,包括管板、壳体、管箱、折流板、封头、换热管、法兰、接管等的设计，并确定连接方式和密封形式。

下一步是进行强度计算，对各个部分进行计算后，再进行面积、许用应力、力矩计算，然后进行各种可能情况下的应力校核。

最后选择接管法兰、密封元件和鞍座，完成本次设计任务。

在实际应用中，固定管板式换热器结构简单、制造方便、成本低、管程清洗方便、规格系列范围广，故在工程上得到广泛应用。

所以我本次设计选择了固定管板式换热器的设计。

关键词:换热器；结构设计；强调计算；应力校核AbstractThe graduation design task is to design a heat exchanger. First analysis design task and conditions, choose the type of preliminary heat exchanger, process arrangement, then process structure calculation, and focusing on the turbulent flow and heat transfer area degree the margin accounts. After the completion of the above is the structure design, including the tube plate, shell and tube box, baffle plate, sealing, head of heat exchange tube, flange, take over of design of, and determined the connection mode and sealing form. The next step is for strength calculation, calculated for each part, then area, allowable stress calculation, torque, and then carry out all the possible check the stress. The last choice to take over flange, seal components and saddle, complete the design task. In practical applications, fixed tube plate heat exchanger simple structure, easy fabrication, low cost, convenient washing, provide specifications series range wide, it is widely applied in engineering. So this design I chose fixed tube plate heat exchanger to design.Keywords:Heat exchanger; Structure design; Emphasize computing; Stress checking目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)课题背景 (1)换热器的研究现状 (1)第2章确定设计方案 (3)设计任务和操作条件 (3)换热器类型的选取 (3)流程安排 (3)第3章工艺计算 (4)物性数据的确定 (4)定性温度的确定 (4)物性数据 (4)估算传热面积 (5)平均传热温差 (5)由煤油的流量计算热负荷 (6)传热面积计算 (6)冷却水用量 (7)结构尺寸的设计 (7)换热管的选择和管内流速的确定 (7)确定管程数和传热管数 (7)平均传热温差校正及壳程数 (8)壳体内径 (9)折流板 (10)传热管排列和分程方法 (10)接管 (11)其他附件 (12)换热器核算 (13)传热能力核算 (13)壁温核算 (17)换热器内流体的流动阻力 (18)换热器主要结构尺寸表 (19)第4章换热器结构设计 (21)壳体、管箱壳体和封头设计 (21)选取接管 (21)接管外伸长度 (22)接管与筒体和管箱壳体的连接 (22)接管位置的确定 (22)换热管与管板 (23)换热管 (23)管板 (24)壳体与管板、管板与换热管的连接 (25)壳体与管板的连接 (25)换热管与管板的连接 (26)其他部件 (26)拉杆与定距管 (26)折流板 (27)膨胀节 (27)第5章强度计算 (30)设计条件 (30)结构尺寸 (30)材料选择及许用应力的计算 (31)管箱设计 (33)封头计算 (33)筒体设计 (34)换热器管板设计 (34)相关面积计算 (34)换热管许用应力的计算 (36)力矩计算 (36)应力校核计算 (43)P=的情况 (43)壳程设计压力0sP=的情况 (50)管程设计压力0t开孔补强 (57)第6章法兰、垫片及鞍座的设计 (58)接管法兰 (58)接管法兰的材料 (58)对材料的加工要求 (58)排气、排污接管法兰 (58)煤油进出口接管法兰 (58)循环冷却水进出口接管法兰 (59)垫片选择 (59)鞍座的选择 (59)技术要求 (62)结论 (63)参考文献 (64)致谢 (65)第1章绪论课题背景换热器的研究现状第2章确定设计方案设计任务和操作条件换热器类型的选取流程安排第3章 工艺计算物性数据的确定定性温度的确定参考文献，对于一般轻油和水等低粘度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

化工原理课程设计说明书-煤油冷却器的设计

化工原理课程设计说明书-煤油冷却器的设计

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。

煤油冷却器的设计_化工原理换热器设计说明书

煤油冷却器的设计_化工原理换热器设计说明书

《化工原理》课程设计说明书题目：煤油冷却器的设计学院：化工学院专业：化学工程与工艺姓名：学号：指导老师：同组人员完成时间：目录1.前言 32.设计题目（任务书） 53.流程示意图 54.流程和方案的说明和论证75.设计结果概要（主要设备尺寸、各种物料量和状态、能耗指标、设计时规定的主要操作参数以及附属设备的规格、型号及数量）86.设计计算与说明97.对设计的评述与体会心得288.参考文献目录30一. 前言换热器简单说是具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。

在工业生产过程中，进行着各种不同的热交换过程，其主要作用是使热量由温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺的指标，以满足生产过程的需要。

此外，换热设备也是回收余热，废热，特别是低品位热能的有效装置。

根据管壳式换热器的结构特点，常将其分为固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式、滑动管板式、双管式等。

本次课程设计设计的是固定管板式换热器。

固定管板式换热器，管束连接在管板上，管板与壳体焊接。

其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏或堵塞时易于更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力。

这种换热器适用于壳测介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳测压力不高的场合管壳式换热器结构：管壳式换热器的主要零部件有壳体、接管、封头、管板、换热管、折流板元件等，对于温差较大的固定管板式换热器，还应包括膨胀节。

管壳式换热器的结构应该保证冷、热两种流体分走管程和壳程，同时还要承受一定温度和压力的能力(1)管板：管板是换热器的重要元件，主要是用来连接换热器，同时将管程和壳程分隔，避免冷热流体相混合。

当介质无腐蚀或有轻微腐蚀时，一般采用碳素钢、低合金钢板或其锻件制造。

(2)管子与管板的连接：管子与管板的连接必须牢固，不泄漏。

既要满足其密封性能，又要有足够的抗拉强度。

煤油换热器课程设计

煤油换热器课程设计

煤油换热器设计任务书一、设计题目：煤油换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 2.6928×104 吨／年操作周期7920 小时／年2、操作条件煤油：入口温度100℃出口温度40℃冷却介质：自来水入口温度30℃出口温度50℃允许压强降：不大于5×105Pa3、设备型式列管式换热器4、厂址信阳三、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）冷凝器和再沸器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、换热器机械设计计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及换热器装配图7、设计评述三、参考资料目录一、前言 (1)二、设计任务 (4)三、设计条件 (4)四、设计方案 (4)1.流径的选择 (4)2.材质的选择 (5)3.管程结构的选择 (5)4.选择换热器的类型 (6)5.流动空间及流速的确定 (6)6.确定物性参数 (6)五、工艺计算 (6)1.估算换热面积 (6)2.管径和管内流速 (8)3.管程和传热管数 (8)4.平均传热温差校正及壳程数 (8)5.传热管的排列和分程方法 (8)6.壳体内径 (8)7.折流板 (9)8.接管 (9)9.换热器核算 (9)六、工艺计算一览表 (12)七、换热器机械设计 (13)1.换热器壁厚设计与液压试验 (13)2.封头 (14)3.管板 (14)4.容器法兰 (14)5.接管尺寸 (14)6.接管法兰 (15)7.管子拉脱力的计算 (15)8.计算是否安装膨胀节 (16)9.折流板 (16)10.拉杆 (17)11.离心泵的选取 (17)12.结构设计一览表 (17)八、设计总结 (18)九、参考文献 (18)十、主要符号说明 (19)十一、附图一、前言换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。