110331214课程设计

化工原理课程设计

说明书 设计题目：列管式换热器

学 院：机电工程学院 班 级：1103312 学 号：14 姓 名：李满

长春理工大学 《化工原理》课程设计

指导教师：时老师

时 间：2014年 6月 12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

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

六、换热器核算...............................................................................................................8 1.热流量核算 2.壁温计算

七、强度设计计算.........................................................................................................151.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

3.传热面积 4.冷却水用量

5.壳体内径 6.折流挡板 7.其他附件 8.接管

3.换热器内流体的流动阻力

4.管箱短节开孔补强校核 5.壳体接管开孔补强校核 6.固定管板计算

长春理工大学 《化工原理》课程设计

7.浮头管板及钩圈 8.无折边球封头计算

9.浮头法兰计算

八、设计评述………………………………………………………….......................................................23

九、主要符号说明……………………………………………………....................................................24

十、参考文献..................................................................................................................25

2

长春理工大学 《化工原理》课程设计

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214600kgh，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 ?0?90kgm3

定压比热容cp0?3.297kjkg℃ 热导率?0?0.0279wm℃ 粘度?0?1.5?10?5Pas 循环水在34℃下的物性数据： 密度 ?1?994.3kgm3 定压比热容cp1?4.174kjkgK 热导率?1?0.624wmK 粘度?1?0.742?10?3Pas

3

长春理工大学 《化工原理》课程设计

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。 2． 管程安排

从两物流的操作压力看，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，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。

三、确定物性数据

定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进

出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为

T=

110?60 =85℃ 2管程流体的定性温度为

根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合

气体来说，最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件，则应分别查

t=

39?29?34℃ 2

4

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s8gd.html