正戊烷冷凝器设计

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1、辽宁科技学院课程设计课程名称：化工原理课程设计题目：正戊烷冷凝器设计专业：环境工程学生姓名：朱延玮班级：环境BG111学号：641111131指导教师姓名：潘宁宁设计完成时间：2014年1月8日16目录目录2一．设计任务书31.设计题目32.设计任务及操作条件3二．概述41.固定管板式换热器42．填料函式换热器53．U型管式换热器54．浮头式换热器6三．主要设备设计计算和说明71.确定流体流动空间72.计算流体的定性温度，确定流体的物理性质73.计算热负荷74.计算有效平均温度差75.选取经验传热系数K值86.估算换热面积87.初选换热器规格88.计算管程

2、对流传热系数αi99.计算压降11四．工艺设计计算结果汇总表15五．参考文献16六、设备装置图1616一．设计任务书1.设计题目正戊烷冷凝器的设计2.设计任务及操作条件2.1、处理能力：2.0×104t/a正戊烷2.2、设备型式：标准立式列管冷凝器2.3、操作条件（1）正戊烷冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器。（2）冷却介质：地下水，入口温度20℃，出口温度28℃。（3）允许压降：不大于105Pa。（4）正戊烷在51.7℃下的物性数据：ρ=596kg/m3μ=1.8×10-4Pa.sCp=2.34kJ/(kg·℃)λ=0.13W/(m·℃)

3、r=357.4kJ/kg（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。2.4、建厂地址：本溪地区16二．概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称热换器。在热换器中至少需要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作用和地位的不同，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，而且至今仍在换热器

4、中占据主导地位。列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种：1.固定管板式换热器这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相

5、差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过600kpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。162．填料函式换热器这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。3．U型管式换热器U形管式换热器，每根管子都弯成U形，两端固定在同一块管板上，每根管子皆可自由伸缩，从而解决热补偿问题。管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀

6、。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。优点是结构简单，质量轻，适用于高温高压条件。164．浮头式换热器换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。16三．主要设备设计计算和说明1.确定流体流动空间冷水走管程，正戊烷走壳程，有利于正戊烷的散热和冷凝。

7、2.计算流体的定性温度，确定流体的物理性质正戊烷液体在定性温度（51.7℃）下的物性数据：ρ=596kg/，，，，。井水的定性温度：入口温度=20℃，出口温度为28℃。井水的定性温度为两流体的温差，故选固定管式换热器。3.计算热负荷kW4.计算有效平均温度差逆流温差16查表得：，所以5.选取经验传热系数K值根据管程走井水，壳程走正戊烷，总传热系数，现暂取K=500。6.估算换热面积7.初选换热器规格立式固定板式换热器的规格如下：公称直径D：450mm管长L：2.0m公称换热面积A：20管子直径：φ25mm2.5mm管程数：2管子排列方式：正三角形管数：12

8、8换热器的实际换热面积折流板16采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高