换热器原理与设计

广东海洋大学 2013年清考试题

班级：GDOU-B-11-302

《换热器原理与设计》课程试题

课程号： 1420017

√ 考试

□ 考查

□ A卷

□ B卷

□ 闭卷

√ 考试

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 阅卷教师 各题分数 密 姓名：实得分数 一．填空题（10分。每空1分）

1．相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数 学号：试题共页加白纸3 张 较低。

2．对于套管式换热器和管壳式换热器来说， 套管式换热器 金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。 3．在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是 增加管外程数 和两台单壳程换封热器串联。

4．在流程的选择上，腐蚀性流体宜走 管程，流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re＞100)下即可达到湍流。 5．采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。 6. 相对于螺旋槽管和光管，螺旋

青岛大学杨启荣老师课件

绪论：

1.填空：

1, 2. 对于沉浸式换热器，传热系数低， 体积大，金属耗量大。

3. 被润湿.

4. 5.换热器设计计算内容主要包括热计算、 结构计算 流动阻力计算和强度计算 6.按温度状况来分，稳定工况的 和 非稳定工况的换热器

7.体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

2.简答：

1.说出以下任意五个换热器，并说明换热器两侧的工质及换热方式

答：如上图，热力发电厂各设备名称如下： 1．锅炉(蒸发器) *； 2．过热器*； 3．省煤

器* 4．空气预热器*； 5．引风机； 6．烟囱； 7．送风机； 8．油箱 9．油泵 1 0．油加热器*； 11．气轮机； 12．冷凝器*； 13．循环水冷却培* 14．循环水泵； 15．凝结水泵；16．低压加热器*； 17．除氧(加热)器*；18．给水泵 19．高压加热器· 柱!凡有·者均为换热器

青岛大学杨启荣老师课件

2．比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点

⑴沉浸式换热器 缺点：自然对流，传热系数低，体积大，金属耗量大。

优点： 结构简单，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蚀性流体

⑵喷

青岛大学杨启荣老师课件

绪论：

1.填空：

1, 2. 对于沉浸式换热器，传热系数低， 体积大，金属耗量大。

3. 被润湿.

4. 5.换热器设计计算内容主要包括热计算、 结构计算 流动阻力计算和强度计算 6.按温度状况来分，稳定工况的 和 非稳定工况的换热器

7.体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

2.简答：

1.说出以下任意五个换热器，并说明换热器两侧的工质及换热方式

答：如上图，热力发电厂各设备名称如下： 1．锅炉(蒸发器) *； 2．过热器*； 3．省煤

器* 4．空气预热器*； 5．引风机； 6．烟囱； 7．送风机； 8．油箱 9．油泵 1 0．油加热器*； 11．气轮机； 12．冷凝器*； 13．循环水冷却培* 14．循环水泵； 15．凝结水泵；16．低压加热器*； 17．除氧(加热)器*；18．给水泵 19．高压加热器· 柱!凡有·者均为换热器

青岛大学杨启荣老师课件

2．比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点

⑴沉浸式换热器 缺点：自然对流，传热系数低，体积大，金属耗量大。

优点： 结构简单，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蚀性流体

⑵喷

绪论:

1 ?填空:

1.按传递热量的方式，换热器可以分为（），（），（）

2.对于沉浸式换热器，传热系数（）,体积（）,金属耗量（

）。

3.相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，（）换热器传热系数较低, （）换热器冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿.

4?在沉浸式换热器、喷淋式换热器和套管式换热器中，（）换热器中适用于高温高压流体的传热。

5.换热器设计计算内容主要包括热计算、（）（

6?按温度状况來分，（）和非稳定工况的换热器

7.对于套管式换热器和管壳式换热器来说，（）换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

2 ?简答:

1?说出以下任意五个换热器，并说明换热器两侧的工质及换热方式

2.比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点

3?举例说明5种换热器，并说明两种流体的传热方式？说明两种流体的传热机

理？

第一章

1 ?填空:

1. 传热的三种基本方式是（）、（）、和（）o

2..两种流体热交换的基本方式是_ （） _、（）、和（）

3.采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到（）

4.采用螺旋管或者弯管。由于拐弯处截面上二次坏流的产生，边界层遭到破坏,

因而换热得到强化,需要引入（）1修正系数。

5.通常对于气体来说，

化工原理课程设计任务书

学院 专业 班 学生姓名 学号：

设计题目：

设计时间： 年 月 日—— 年 月 日

指导老师：

设计任务：

某炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2·K/W，换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度ε=0.1mm，要求两侧的阻力损失均不超过0.3×105Pa。试设计一台适当的列管式换热器。(y:学号后2位数字) 物温 度 ℃ 质量流量 比 热 密 度 导热系数 粘度 工作 料 kg/m3 W/(m ·℃) Pa·s 压力 入口 出口 kg/h kJ/(kg·℃) 柴175 T2 34000+100*y 2.48 油 原油

715 0.133 0.64×10-3 常压 70 110 44000+150*y 2.20 815 0.128 3.0×10-3 常压 1

设计内容：

(1) 设计方案的确定及流程说明 (2) 换热面积的

空气压缩机后冷却器设计 设计说明书

目录

一、设计任务 .............................................................................. 1

一、设计任务

1.空气压缩机后冷却器设计操作参数;

（1）空气

处理量: 14m3/min；操作压强：1.45MPa（绝对压）。 空气进口温度 160℃，终温：50℃ （2）冷却剂：常温下的水

初温：25°；终温：30℃；温升（3）冷却器压降： 压降

2.设计项目

（1）确定设计方案，确定冷却器型式，流体流向和流速选择，冷却器的安装方式等。 （2）工艺设计：冷却器的工艺设计和强度计算，确定冷却剂用量，传热系数，传热面积，换人管长，管数，管间距，校对压力等。

（3）结构设计：管子在管板上的固定方式，管程分布和管子排列，分程隔板的连接，管板和壳体的连接，折流挡板等。

（4）机械设计：确定壳体，管板壁的厚度尺寸，选择冷却器的封头、法兰、接管法兰、支座等。

（5）附属设备选型 3.设计分量

（1）设计说明书一份； （2）冷却器装配图； （3）冷却器工艺流程图；

（4冷却器的强度及支座等的估算

第 1 页 共 24 页

空气压缩机后

封皮 任务书

1 引言

简要介绍换热器，包括：作用、类型、特点等内容，不少于1页。

2 设计方案及工艺流程说明

2.1 设计方案及流程图

2.1.1 设计方案

对于换热器的管程和壳程的温度差大于50℃，需热补偿常，管束可以从壳体中抽出，便于清洗和检修，所以常采用浮头式换热器。

温度差小于50℃采用固定管板式换热器。 所以本设计采用 换热器。

本设计由于采用 走壳程， 走管程。 2.1.2 流程图

图2-1 换热过程流程图

2.2 换热器示例图

3 标准列管换热器的选择

3.1 计算并初选换热器规格

3.1.1 物性参数的确定

Q?qm,ccp,c(tc2?tc1)

热损失2%，计算另一流体出口温度。

Q?qm,hcp,h(th1?th2)tm,c

tm,hth1?th2?2tc1?tc2?2 1

表3-1 和 在定性温度下的物性参数

流体 密度 黏度 比热

导热系数

温度

kg/m?3 Pa?s kJ/kg??C W/m??C ?C

3.1.2 热负荷的计算

列出冷热流体热负荷，如已知

列管式换热器的工艺设计和选用

.

列管式换热器的工艺设计

任务书二

课 程 名 称 化工原理课程设计 专 业 化学工程与工艺 班 级 B 08化工2班 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师

设计起止时间：2010 年9月6日至2010 年 9月17 日

题 目 列管式换热器的工艺设计和选用

列管式换热器的工艺设计和选用

设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用

一、 设计条件

4、某生产过程要求用冷却循环水将有机液体产品从120℃冷却至40℃，冷却循环水

的进口温度为30℃，出口温度为45℃。有机液体产品的流量为3.5×104kg/h，设计要求管程压降均不大于60kPa。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。

二、 设计说明书的内容

1、目录；

2、设计题目及原始数据（任务书）；

3、论述换热器总体结构（换热器型式、主要结构）的选择；

4、换热器加热过程有关计算（物料衡算、热量衡算、传热面积、换热器型号、壳体直径等）；

5、设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结

化工原理课程设计——换热器的设计中南大学《化工原理》课程设计说明书

题目：煤油冷却器的设计

学院：化学化工学院

班级：化工0802

学号： 1505080802

姓名： ******

指导教师：邱运仁

时间：2010年9月

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化工原理课程设计——换热器的设计

目录

§一.任务书 (2)

1.1.题目

1.2.任务及操作条件

1.3.列管式换热器的选择与核算

§二.概述 (3)

2.1.换热器概述

2.2.固定管板式换热器

2.3.设计背景及设计要求

§三.热量设计 (5)

3.1.初选换热器的类型

3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定

3.3.确定物性数据

3.4.计算总传热系数

3.5.计算传热面积

§四. 机械结构设计 (9)

4.1.管径和管内流速

4.2.管程数和传热管数

4.3.平均传热温差校正及壳程数

4.4.壳程内径及换热管选型汇总

4.4.折流板

4.6.接管

4.7.壁厚的确定、封头

4.8.管板

4.9.换热管

4.10.分程隔板

4.11拉杆

4.12.换热管与管板的连接

4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型)

4.14.膨胀节的设定讨论

§五.换热器核算 (21)

5.1.热量核算

5.2.压力降核算

§六.管束振动 (25)

6.1.换热器的振动

6.2.流

课程设计

《化工原理课程设计》报告

换热器的设计

年级 2008级 专业

化学工程与工艺

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课程设计

设计者姓名 设计单位 完成日期

刘国雄

西北师范大学化学化工学院

2010年 11 月 25 日

- 2 -

课程设计

目录

概述

1.1.换热器设计任务书 ................................................................................................................ - 6 - 1.2换热器的结构形式 ................................................................................................................ - 9 - 2.蛇管式换热器 .......................................................................................................................... - 9 - 3.套管式