化工原理课程设计-固定管板式冷却器的设计

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1、化工原理课程设计说明书姓名：班级：应化BG082系别：药化学院指导教师：日期：2011.01.1016化工原理课程设计任务书1.设计题目：固定管板式冷却器的设计2.设计条件：（1）处理能力：Kg（混合气）/ｈ；（2）设备形式：标准列管式换热器；（3）操作条件：①混合气：入口温度110℃，出口温度60℃；压力不大于0.6MPa；②冷却介质：自来水入口温度为30℃，出口温度为38℃，压力不大于0.6MPa；③允许压强降：管程、壳程压强降均不大于100kPa，50kPa；（4）物性参数：物性流体温度℃ρ㎏

2、/m3μmPa·sCpKJ/(Kg·℃)λW/（m·℃混合气体85901.5×10-23.2970.0279井水34994.30.7424.1740.6243.设计计算内容：（1）传热面积、换热管根数；（2）确定管束的排列方式、程数、折流板的规格和数量等；（3）壳体的内径；（4）冷、热流体进、出口管径；（5）核算总传热系数；（6）管壳程流体阻力校核。4.设计成果：（1）设计说明书一份；（2）换热器工艺条件图；5.设计时间：一周。16目录化工原理课程设计任务书2一、设计概述1.1设计目的及意义：51.

3、2固定管板式换热器的特点　二、确定物性数据6三、确定设计方案：63.1选择换热器的类型：63.2流体流入空间的选择7四、估算传热面积74.1计算传热量Q74.2传热温差8五、初算传热面积8六、确定换热器工艺结构尺寸86.1选管子规格86.2总管数和管程数86.3确定管子在管板的排列方式：96.4壳体内径的确定9166.5折流板106.6其他附件106.7接管106.71．管程流体进出口接管106.72．壳程流体进出口接管11取接管内流体流速u=1.8m/s11七、换热器校核117.1传热面积的校核1

4、17.11传热温差的校正117.12总传热系数K的计算117.3流体流动阻力的核算147.31．管程流体阻力147.32.壳程流体阻力14八、设计结果汇总15九、设计评述17十、参考文献171.王明辉《化工单元过程课程设计》，北京，化学工业出版社，20021716一、设计概述1.1设计目的及意义：化工原理课程设计是完成基础课程及化工原理课之后，进一步学习化工设计技术的基础知识，培养化工设计能力的重要教学环节，该训练的目的是使学生学会如何运用化工单元操作的基本原理、基本规律以及常用设备的结构和性能的等

5、知识去解决工程上的实际问题；是培养学生正确树立工程观念和严谨的科学作风。通过课程设计，使我们初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确地选用公式和数据，运用简洁的文字和工程语言正确表达设计思想和结果；提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力。1.2固定管板式换热器的特点　　固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的

6、热膨胀。　　特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。　　固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。　　固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方

7、便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛应用。壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。16　　固定管板式换热器的特点是：1、旁路渗流较小；2、造价低；3、无内漏；4、固定管板式换热器的缺点是，壳体和管壁的温差较大，易产生温差力，壳程无法清洗，管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低，不适用于壳程易结垢场合。一、物性参数物性流体温度℃ρ㎏/m3μmPa·sCpKJ/(Kg·℃)λW/（m·℃混合

8、气体85901.5×10-23.2970.0279井水34994.30.7424.1740.624混合气定性温度：T==85℃井水定性温度：T==34℃二、确定设计方案：　该设计任务的热流体为混合气，冷流体为井水，为使混合气通过壳体壁面向空气中扩散，提高冷却效果，故使混合气走壳程，另外，井水易结垢，为便于提高流速减少污垢，以及便于清除污垢，使井水走管程。三、估算传热面积：4.1计算传热量Q1、计算热负荷(忽略热损失)Q=qm1cp1(T1-T2)=/3600×3.29