化工的原理课程设计.doc

化工原理课程设计 课程名称： 化工原理课程设计 课 题： 列管式换热器设计 学 院： 化学与生物工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 班 级： 2013级 1班 姓 名： 刘威 学 号： 201307719 指导老师： 雷 洋 目 录 摘 要 2 概 述 3 化工原理课程设计任务书 5 一、 设计题目 5 二、设计条件 5 三、设计步骤 6 四、设计要求 6 五、设计成果 6 六、设计考核 7 1.1变换器水冷器设计 8 1.1.1确定设计方案 8 1.1.2确定物性数据 8 1.1.3估算传热面积 8 1.1.4 工艺结构尺寸 9 1.1.5 换热器核算 11 2.1换热器主要尺寸和计算结果 15 3.1流程图 18 参考文献 19 附 录 20 附 图 21 摘 要 换热器是进行热量传递的通用工艺设备，它在炼油、化工及其他工业中广泛应用。按用途可分为加热器、冷却器、冷凝器和蒸发器等。由于生产的规模，传热的要求各不相同，换热器的类型也是多种多样的。换热器按照其传热特征可分为直接接触式，蓄热式和间壁式三大类。在换热器中至少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。传热过程是化工、石油、动力、食品、国防等各工业部门重要的单元操作之一。在建设费方面，换热设备在化工炼油装置中所占的比例，一般可达20%——50%。因此，无论从能源的利用，还是从工厂的投资来看，合理的选择和设计换热器，都具有重要的意义。 【关键词】 换热器；固定板式换热器；传热面积；核算；校正； 概 述 传热设备也简称换热器，是化工、石油、动力、轻工等许多工业部门中应用最为广泛的设备之一。按用途可分为加热器、冷却器、冷凝器和蒸发器等。由于生产的规模，传热的要求各不相同，换热器的类型也是多种多样的。换热器按照其传热特征可分为直接接触式，蓄热式和间壁式三大类。 直接接触式 直接接触式换热器中，冷、热两流体通过直接混合而实现热量交换，在工艺上允许两种流体相互混合的情况下，这是比较方便和有效的，其结构也比较简单。这类换热器常用于气体的冷却和水蒸气的冷凝。 （2） 蓄热式 蓄热式换热器简称蓄热器，它主要由热容量大的蓄热室构成，室中可充填耐火砖或金属带等作为填料，如图所示。当冷，热两种流体交替的通过同一蓄热室时，即可通过填料将得自热流体的热量，传递给冷流体到，换热的目的。为适应连续操作，至少需要两个蓄热器交替使用。这类换热器的结构较为简单，且可耐高温，常用于气体的余热或冷量的利用。给缺点是设备体积较大，而且两种流体交换时难免有一定程度的混合。 (3) 间壁式 间壁式特点是在冷热两种流体之间用一金属壁(或石墨等耐腐蚀且导热性较好的非金属壁)隔开，以便两种流体在互不接触情况下进行热量传递 列管式换热器的标准介绍 列管式换热器的设计、制造、检验预验收必须遵循中华人民共和国国家标准《钢制管壳式（即列管式）换热器》(GB151—1999)执行。按照此标准，对换热器的参数作如下规定。 ①公称直径（mm）：卷制圆筒，一圆筒内径作为换热器的公称直径，mm；钢管制圆筒，以钢管外径作为换热器的公称直径。 ②换热器的传热面积（m2）;计算传热面积是以换热管外径为基准，扣除深入管板内的换热管长度后，计算所得到的管束外表面积的总和；公称传热面积指经过圆整后的计算传热面积。 ③换热器的公称长度（m）：以换热管长度作为换热器的公称长度。换热管为直管时取直管长度；换热管为U型管时，取U型管得直管段长度。 该标准还将列管式换热器的主要组合部件分为前端管箱、壳体和后端结构（包括管束）三部分。该标准将换热器分为Ⅰ、Ⅱ两级，Ⅰ级采用较高级冷拔换热管，适用于无相变和易产生震动的场合。Ⅱ级采用普通冷拔换热管，适用于再沸、冷凝和无震动的一般场合。 化工原理课程设计任务书 设计题目： 设计中型氮肥厂用变换气水冷立式列管换热器 二、设计条件 1.热流体：变换气，工作压力为1.4MPa，进口温度为65℃，要求降 到38℃，变换气流量为95780 kg/h。 2.冷流体：水，进口温度为32℃，出口温度为42℃，操作压力为 0.3MPa。 3.已知变换气及冷却水在定性温度下的物性数据： 密度 （kg/m3） 黏度 (mPa·s) 比热容(kJ/kg·℃) 导热系数（W/(m·℃)） 变换气 12.83 0.0158 2.495 0.0806 冷却水 993 0.718 4.178 0.622 4.两流体均无相变。 5.建厂地址：兰州地区 6.要求管程和壳程的阻力都不