化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器

1、化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì) 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 換熱器的設(shè)計(jì) q 換熱器， 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為換熱 器。 q 在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種 換熱器，且它們是上述行業(yè)的通用設(shè)備，占有十分重要的 地位。 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 列管式換熱器的設(shè)計(jì) q 1、熱力設(shè)計(jì) q 2、流動(dòng)設(shè)計(jì) q 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) q 4、強(qiáng)度設(shè)計(jì) 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 熱力設(shè)計(jì) q 根據(jù)使用單位提出的基本要求，合理地選擇運(yùn)行參數(shù)，并 進(jìn)行傳熱

2、計(jì)算。 q 計(jì)算出總傳熱系數(shù)、傳熱面積 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 流動(dòng)設(shè)計(jì) q 計(jì)算壓降，為換熱器的輔助設(shè)備提供選擇參數(shù) 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) q 根據(jù)傳熱面積的大小計(jì)算其主要零部件的尺寸 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 強(qiáng)度設(shè)計(jì) q 應(yīng)力計(jì)算。考慮換熱器的受力情況，特別是在高溫高壓下 換熱器的受壓部件應(yīng)按照國家壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 列管式換熱器的工藝設(shè)計(jì) 1、根據(jù)換熱任務(wù)和有關(guān)要求確定設(shè)計(jì)方案 2、初步確定換熱器的結(jié)構(gòu)和尺寸 3、核算換熱器的傳熱面積和流體阻力 4、確定換熱器的工

3、藝結(jié)構(gòu) 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì) q 1、換熱器類型的選擇 q 固定管板式換熱器 q 浮頭式換熱器 q U型管換熱器 q 填料函式換熱器 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 2、流動(dòng)空間的選擇 q 原則 q （1）傳熱系數(shù)較小的一個(gè)，應(yīng)流動(dòng)空間較 大，使傳熱 面兩側(cè)的傳熱系數(shù)接近 q （2）換熱器減少熱損失 q （3）管、殼程的決定應(yīng)做到便于除垢和修理，以保證運(yùn) 行的可靠性 q （4）應(yīng)減小管子和殼體因受熱不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。從 這個(gè)角度來講，順流式就優(yōu)于逆流式 q （5）對于有毒的介質(zhì)或氣相介質(zhì)，必使其不泄露，應(yīng)特 別注意其密封性，密封不僅要可靠

4、，而且應(yīng)要求方便及簡 潔 q （6）應(yīng)盡量避免采用貴金屬，以降低成本 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 流動(dòng)空間選擇的具體措施 （1）宜于通入管內(nèi)空間的流體 不清潔的流體 體積小的流體 有壓力的流體 腐蝕性強(qiáng)的流體 與外界溫差大的流體 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 （2）宜于通入管間空間的流體 當(dāng)兩流體溫度相差較大時(shí)，值大的流體走管間 若兩個(gè)流體給熱性能相差較大時(shí)，值小的流體走管間 飽和蒸汽走管間 黏度大的流體走管間 泄露后危險(xiǎn)性大的流體走管間 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 3、流速的確定 介質(zhì) 流速 循環(huán)水新鮮水一般液 體 易結(jié)垢液體低粘度油高粘度

5、油氣體 管程流速， m/s 1.0-2.00.8-1.50.5-371.00.8-1.80.5-1.55-30 殼程流 速,m/s 0.5-1.50.5-1.50.2-1.50.50.4-1.00.3-0.82-15 換熱器常用流速的范圍 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 列管式換熱器易燃、易爆液體 和氣體允許的安全流速 液體名稱乙醚、 二硫化碳、 苯 甲醇、 乙醇、 汽油 丙酮?dú)錃?安全流速，m/s1234管程：0.6-0.8 正方形：2管程：0.55-0.7 ; 4管程：0.45-0.65 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)示例 q 年處理量：6000kg/h，

6、 q 煤油從14040 q 循環(huán)水入口溫度：30 40 q 煤油壓力：0.3MPa q 循環(huán)水壓力：0.4MPa 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 1.選擇換熱器類型 考慮季節(jié)操作，選用帶有膨脹節(jié)的固定管板式換熱器 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 2.流動(dòng)空間及流速的確定 q 由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水 走管程，油走殼程，選用252.5的碳鋼管，管內(nèi)流速 取0.5m/s。 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 確定物性數(shù)據(jù) q 殼程油的定性溫度為： q T90 q 管程流體的定性溫度為： q t35 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)

7、計(jì)換熱器 根據(jù)定性溫度查處煤油和水物性 q 密度 q 定壓必?zé)崛?q 導(dǎo)熱系數(shù) q 粘度 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 計(jì)算總傳熱系數(shù) i iii e ip O i m opoO ud R tc Q w t t tt t tcmQ 2 1 21 ln 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 m O o so i o i o si ii o i ip i iii i i i tK Q S R d bd d d R d d K uc ud d 1 1 023. 0 4 . 08 . 0 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 q 1.管徑和管內(nèi)流速： q 選用252.5傳熱管（碳鋼），取管內(nèi)流速0.5m/s q 2.管程數(shù)和傳熱管數(shù) q 單程傳熱管數(shù)： ud V n i s 2 4 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 按單管程設(shè)計(jì)， 所需的傳熱管長度為： son d S L 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 現(xiàn)取傳熱管長為lm， q 則管程數(shù)： q 總管數(shù)nsNP116 l L N P 化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器化工原理課程設(shè)計(jì)換熱器 換熱器核算 1.熱量衡算 由于采用圓缺形折流板，可采用克恩公式 14. 0 3/ 1 55. 0 PrRe36. 0 w o o e o o d 化工原理課