化工原理课程设计列管式换热器设计示例

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1、列管式换热器设计说明书列管式换热器设计说明书设计者:班级:姓名:学号:日期:指导教师设计成绩日期13列管式换热器设计说明书目录一、方案简介································································3二、方案设计································································41、确定设计方案··························································

2、···42、确定物性数据·····························································43、计算总传热系数···························································44、计算传热面积·····························································55、工艺结构尺寸··················································

3、···········56、换热器核算·······························································7三、设计结果一览表··························································10四、对设计的评述····························································1113列管式换热器设计说明书三、附图(主体设备设计条件图)(详情参见图纸)·············

4、····················四、参考文献································································12五、主要符号说明····························································12附图··········································································13列管式换热器设计说明书一、方案简介本设计任务是利用冷流体(水)

5、给硝基苯降温。利用热传递过程中对流传热原则,制成换热器,以供生产需要。下图(图1)是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。换热器分为几大类:夹套式换热器,沉浸式蛇管换热器,喷淋式换热器,套管式换热器,螺旋板式换热器,板翅式换热器,热管式换热器,列管式换热器等。不同的换热器适用于不同的场合。而列管式换热器在生产中被广泛利用。它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。所以首选列管式换热器作为设计基础。二、方案设计某

6、厂在生产过程中,需将硝基苯液体从93℃冷却到50℃。处理能力为1×105吨/年。冷却介质采用自来水,入口温度27℃,出口温度37℃。要求换热器的管程和壳程的压降不大于10kPa。试设计能完成上述任务的列管式换热器。(每年按300天,每天24小时连续运行)出口水温是可以自行改动的。冷却水温差最好在5~10℃一年的工作日一般300~340天。可以自行选定。1.确定设计方案(1)选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度93℃,出口温度50℃冷流体。冷流体进口温度27℃,出口温度37℃。流程安排说理要充分。从两流体温度来看,估计换热器

7、的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用固定管板式换热器。(2)流动空间及流速的确定管内流体流态最好完全湍流。Re>10000,d=0.02,μ=0.001,ρ=1000,故ui≥0.5m/s由于硝基苯的粘度比水的大,因此冷却水走管程,硝基苯走壳程。另外,这样的选择可以使硝基苯通过壳体壁面向空气中散热,提高冷却效果。同时,在此选择逆流。选用ф25×2.5的碳钢管,管内流速取ui=0.5m/s。2、确定物性数据定性温度:可取流体进口温度的平均值。壳程硝基苯的定性温度为:管程流体的定性温度为:13列管式换热器设计说明书根据定性温度

8、,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。硝基苯在71.5℃下的有关物性数据如下:密度  ρo=1154kg/m3定压比热容 cpo=1.558kJ/(kg·℃)导热系数  λo=418.4×30.9×10-

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