化工原理换热器课程设计(1)

化工原理课程设计

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一、 设计题目：

设计一台换热器

二、 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35℃。

3、 允许压强降：不大于1×105Pa。

4、 每年按330天计，每天24小时连续运行。

三、 设备型式：

管壳式换热器

四、 处理能力：

114000吨/年煤油

五、 设计要求：

1、 选定管壳式换热器的种类和工艺流程。

2、 管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。

3、 设计结果概要或设计结果一览表。

4、 设备简图（要求按比例画出主要结构及尺寸）。

5、 对本设计的评述及有关问题的讨论。

化工原理课程设计

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第1章 设计概述

1、1热量传递的概念与意义[1](205)

1、1、1 传热的概念

所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。

1、1、2 传热的意义

化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量，又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。所以传热是最常见的重要单元操作之一。无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：①强化传热过程，如各种换热设备中的传热。

②削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。

1、2 换热器的概念与意义[2]

1、2、1 换热器的概念

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备，简称为换热器。在换热器中至少要有两种不同的流体，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。

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重庆理工大学

化工原理课程设计

说明书

题 目：

柴油预热原油的管壳式换热器

学生班级： 113150202

学生姓名： 余毛平

学生学号： 11315020232

指导教师： 白薇扬

化学化工学院

2016 年 7 月 4 日

1 2 目 录

1.设计任务书 ............................................. 1

2.概述 ................................................... 2

3.设计条件及物性参数表 ................................... 2

4.方案设计和拟定 ......................................... 3

5.设计计算 ............................................... 7

6.参考文献 .............................................. 11

1 1．设计任务书

1.1设计题目

用柴油预热原油的管壳式换热器

1.2设计任务

1.查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；

2.根据设计任务书给定的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的结果，进行换热器结构设计；

4.以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；

5.编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。

1.3操作条件

物料 温 度 ℃

（一）设计任务和设计条件：

某生产过程的流程如图所示，出混合器的混合气体经过与进料物流换热后，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可溶组分。已知混合气体的流量为227801kg/h,压力为6.9Mpa,循环冷却水的压力为0.4Mpa，循环水入口温度29℃，出口温度为39℃，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。已知混合气体在85℃下的物性数据如下：3590105.10279.0297.3mkgsPaCmWCkgkJCooopo

（二）确定设计方案：

1.选择换热器的类型：该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，进口温度会降低，考虑这一因素，估计该换热器的管壁温与壳体壁温之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。

(原因：固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，或者管外侧污垢能用化学处理方法除掉的场合，同时要求壳体壁温与管子壁温温差不能太大。)

浮头式换热器能在较高的压力下工作，适用于壳体壁温与管壁温差较大或壳程流体易结垢的场合。U型管式换热器适用于壳程易结垢，或壳体壁温与管壁温差较大的场合，但要求管程流体较为清洁，不易结垢。)

2.流程安排：从物流操作压力上来看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使传热器的传热能力下降，从总体上来看，应使循环水走管程，混合气体走壳程。

（三）确定物性参数：

定性温度：对于一般气体和水等低粘度流体，其定性温度可取进出口温度平均值。

故混合气体的定性温度为CT85260110

管程流体的定性温度为Ct3422939

查表确定冷却水在34℃下的物性数据： 333.99410742.0624.0174.4mkgsPaKmWKkgkJCiiipi

（四）估算传热面积：

1.热流量：

2.平均传热温差：

化工原理课程设计

学 院： 化学工程学院

班 级：

姓 名：

学 号：

指导教师：

2010年 06月

化工原理课程设计

《换热器》设计任务书

班级 精化07-1 姓名

一、设计题目：无相变列管式换热器的设计

二、设计任务及操作条件

某生产过程中，用循环冷却水冷却柴油。

1、柴油入口温度： 140 ℃，出口温度： 60 ℃

2、柴油流量： 6500 kg/h，压力： 0.3 MPa

3、循环冷却水压力： 0.4 MPa，入口温度： 29 ℃，出口温度： 39 ℃

已知柴油的有关物性数据：密度ρ1=994kg/m3；定压热比容cp，1=2.22kJ/(kg·℃)；热导率λ1=0.14W/(m·℃)；黏度μ1=7.15×10-4 Pa·s

三、设计项目(说明书格式)

1、封面、任务书、目录。

2、设计方案简介：对确定的换热器类型进行简要论述。

3、换热器的工艺计算：

1) 确定物性数据

2) 估算传热面积

3) 工艺结构尺寸

4) 换热器核算：包括传热面积核算和换热器压降核算

4、换热器的机械设计

5、绘制列管式换热器结构图（CAD）。

6、对本设计进行评述。

7、参考文献

成绩评定 指导教师

2010年 6月 8 日

目 录

1 设计方案简介 ...................................... 0

1.1 选择换热器类型 ................................ 0