列管式换热器课程设计

《列管式换热器课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工原理课程设计列管式换热器学生姓名黄艳英专业过程装备与控制工程学号110331138指导教师杨立峰学院机电工程学院二〇一四年六月目录第1章绪论-1-1.1换热器的发展背景-1-1.2换热器的基本概念及应用-1-1.3换热器的分类-2-1.4换热器在设计或选型时应满足的基本要求-5-第2章化工原理课程设计任务书-7-第3章确定设计方案-8-3.1选择换热器的类型-8-3.2管程安排-8-第4章确定物性数据-9-4.1定性温度-9-4.2物性数据-9-第5章估算传热面积-10-5.1热流量-10-5.2平均传热温差-10-5.3传热面积-10-5.4冷却水用量

2、-10-第6章工艺结构尺寸-11-6.1管径和管内流速-11-6.2管程数和传热管数-11-6.3传热管排列和分程方法-12-6.4壳体内径-13-6.5筒体直径校核计算-14-6.6折流挡板-14-6.7其他附件-14-6.8接管-15-第7章换热器核算-17-7.1热流量核算-17-7.2壁温计算-19-7.3换热器内流体的流动阻力-20-第8章总结-23-8.1换热器主要结构尺寸-23-8.2设计体会-24-参考文献-25-第1章绪论1.1换热器的发展背景二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此

3、陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得

4、到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。换热器既可是一种单元设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备，根据统计，热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%，其重要性可想而知。1.2换热器的基本概念及应用用于在两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、固体粒子间或者热接触且具有不同温度的同一种流体间的热量（或焓）传递的装置称为换热设备，简称为换热器。它是化工、石油、动力、轻工等许多工业部门中应用最广泛的设备之一。在换热

5、器中至少要有两种温度不同的流体（固体），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。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。在工业生产中，换热器的主要作用是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满足工艺过程上的需要。此外，换热设备也是回收余热、废热特别是低品位热能的有效装置。-24-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，不同类型的换热器各有优缺点，

6、性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。1.3换热器的分类换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器（板翅式、管翅式等），如表1-1所示。表1-1换热器的分类类　型特　点间壁式管壳式列管式固定管板式刚性结构用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃），管间不能清洗带膨胀节有一定的温度补偿能力，壳程只能

7、承受低压力浮头式管内外均能承受高压，可用于高温高压场合U型管式管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难填料函式外填料函管间容易泄漏，不宜处理易挥发、易爆炸及压力较高的介质内填料函密封性能差，只能用于压差较小的场合釜式壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮双套管式结构比较复杂，主要用于高温高压场合和固定床反应器中套管式能逆流操作，用于传热面较小的冷却器、冷凝器或预热器螺旋管式沉浸式用于管内流体的冷却、冷凝或管外流体的加热喷淋式只用于管内流体的冷却或冷凝板面式板式拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热螺旋板式可进行严格的逆流操作，有自洁的作用，可用作回收

8、低温热能平板式结构紧凑，拆洗方便，通道较小、易堵，要