2010化工学院化工原理课程设计说明书

设计题目：柴油-原油换热器工艺设计

1．设计任务书

1.1设计题目

列管式换热器(原油预热器)的设计 1.2操作条件

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，要求两侧的阻力损失均不超过0.3 105Pa。

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。

目 录

1.概述 ............................................ 3

2.设计标准 ........................................ 4

3.方案设计和拟定 .................................. 5

4.设计计算 ........................................ 8

4.1确定设计方案.....................................................8 4.1.1 选择换热器的类型..............................................8 4.1.2 流动空间及流速的测定..........................................9 4.2确定物性数据.....................................................9 4.3计算总传热系数...................................................9 4.3.1 热流量........................................................9 4.3.2 平均传热温差.................................................10 4.3.3总传热系数K...................................................10 4.4计算传热面积....................................................11 4.5工艺结构尺寸....................................................11 4.5.1管径和管内流速................................................11 4.5.2管程数和传热管数..............................................11 4.5.3平均传热温差校正及壳程数......................................11 4.5.4传热管排列和分程方法..........................................12 4.5.5壳体内径......................................................12 4.5.6折流板........................................................12 4.5.7接管..........................................................13

4.6换热器核算......................................................13 4.6.1热量核算......................................................13 4.6.1.1壳程对流传热系数............................................13 4.6.1.2管程对流传热系数............................................14 4.6.1.3传热系数K...................................................15 4.6.1.4传热面积S...................................................15 4.6.2换热器内流体的流动阻力........................................16 4.6.2.1 管程流动阻力...............................................16 4.6.2.2 壳程阻力...................................................16 4.6.2.3 换热器主要结构尺寸和计算结果...............................17

5.参考文献 .............................................. 18

6.附录 .................................................. 18

7.设计小结 .............................................. 25

8．CAD图 ................................................ 27

1.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。在换热器中至少要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,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。

列管式换热器有以下几种： 1）固定管板式

固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。

特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。

2）U形管式

U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。

特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。

3) 浮头式

换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。

特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。

2.设计标准

（1）JB1145-73《列管式固定管板热交换器》 （2）JB1146-73《立式热虹吸式重沸器》

（3）中华人民共和国国家标准.GB151-89《钢制管壳式换热器》.国家技术监督局发布，1989

（4）《钢制石油化工压力容器设计规定》

（5）JBT4715-1992《固定管板式换热器型式与基本参数》 （6）H …… 此处隐藏：7117字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……