水冷却液体备设计.doc

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1、《化工原理》课程设计任务书一、设计题目:水冷却液体设备设计二、设计条件1、某种液体处理量2.5Kg/s2、进换热器液体的进口温度175℃,出口温度为45℃3、冷却水进口水温30℃,出口自己选定4、管子外径d1=25mm,内径d2=20mm,t=32mm,等边三角形排列5、液体污垢热阻Rs2=0.18m2.℃/Kw,水侧污垢热阻Rs1=0.4m2.℃/Kw,管壁导热系数λw=0.045Kw/(m.℃)6、水的物性按定性温度计算,液体的物性数据近似按如下数据计算ρ=1200Kg/m3,υ=2.0Pa.S

2、,λ=0.15W/(m.k),Cp=1.50KJ/(Kg.K)7、流体的流径自己选定,设备按双管程(1-2折流)情况进行设计。三、设计任务完成浮头式列管换热器的工艺设计(流程叙述,物料、热量计算及特性尺寸计算)及有关附属设备(泵、接管等)的设计和选用,编写设计说明书目录一、前言…………………………………………………………..1二、生产条件的确定………………………………………………….2各项已知条件及田间的确定………………………………….2三、换热器的设计计算……………………………………………..3(

3、一)确定设计方案………………………………………3(二)确定物性数据………………………………………3四、设计结果列表…………………………………………10五、设计结果的讨论与说明………………………………………11六、设计心得……………………………………………………12七、参考文献.………………………………………………………14《化工原理》课程设计说明书一、前言在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器,且它们是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发

4、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。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,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,并确定换热器大的机构尺寸。列管式换热器的应用已有很悠久的历史。在化工、石油、能源设备等部门,列管式换热器仍是主要的换热设备。列管换热器的设计资料已较为完善,已有系列化标准。目前我国列管换热器的

5、设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式(即列管式)换热器”(GB151)标准执行。列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。但由于结构紧凑,固定管板式换热器的壳侧不易清洗,而且当管束和壳体之间的温差太大时,管子和管板易发生脱离,故不适用与温差大的场合。浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷进行了改进。两端管板只有一端与壳体完全固定,另一端可相对与壳体移动。故这种换热器的管束膨胀不受壳体的约束,而且易于清洗和检修,所以能适

6、用于管壳壁间温差较大,或易于腐蚀和易于结垢的场合。但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。U型管换热器仅有一个管板,管子两端均固定于同一管板上。这类换热器的特点有:管束可以自由伸缩,热补偿性能好;双管程,流程长,流速高,传热性能好;承压能力强;管束可以从壳体中抽出,且结构简单,造价低。但其管数少且易短流。故仅适用于管壳壁温差较大,或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。填料函式换热器也只有一端与壳体固定,另一端采用填料函密封。它的管束也可自由膨胀,结构比浮头式简单,造价较低

7、。但填料函易泄露,故壳程压力不宜过高,也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及前度设计。其中以热力设计最为重要。不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计,而且对于已生产出来的,甚至已投入使用的换热器在检验它是否满足使用要求,均需进行这方面的工作。热力设计是指,根据使用单位提出的基本要求,合理地选择运行参数,并根据传热学的知识进行传热计算。流动设计主要是计算压降,其目的就是为换热器的辅助设备。结构计算指的是根据传热面积的大小计算器主要零部

8、件的尺寸,例如管子的直径、长度、根数、壳体的直径、折流板的长度和数目及布置以及连接管的尺寸,等等。列管式换热器的工艺设计主要包括以下内容:1.根据换热任务和有关要求确定设计方案;2.初步确定换热器的结构和尺寸;3.核算换热器的传热面积和流体阻力;4.确定换热器的工艺结构。二、生产条件的确定设计一浮头式列管式水冷却换热器,完成冷却2.5Kg/s某液体的任务,具体要求如下:该液体进口温度175℃,出口温度45℃;冷却水进口温度30℃,出口温度50℃。三、换热器的设计计算(

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