化工原理課程設(shè)計(jì)--換熱器選型設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　化工原理課程設(shè)計(jì)Ⅰ</b></p><p><b>　　——換熱器選型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號：0901010505</p>&l

2、t;p>　　成 績： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言...............................................3</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書...............

3、..........................3</p><p>　　換熱器選型設(shè)計(jì).....................................4</p><p>　　結(jié)果列表...........................................8</p><p>　　換熱器結(jié)構(gòu)和流程示意圖....................

4、.........9</p><p>　　相關(guān)附圖..........................................10</p><p>　　符號說明..........................................11</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　熱

5、交換器是進(jìn)行熱交換操作的通用工藝設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門,尤其在石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用更為廣泛。換熱器分類方式多樣,按照其工作原理可分為:直接接觸式換熱器、蓄能式換熱器和間壁式換熱器三大類,其中間壁式換熱器用量最大,據(jù)統(tǒng)計(jì),這類換熱器占總用量的99 %。間壁式換熱器又可分為管殼式和板殼式換熱器兩類,其中管殼式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性,在長期的操作過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),其設(shè)計(jì)資料比較齊全,在許多國家都有了系列化標(biāo)準(zhǔn)。近年

6、來盡管管殼式換熱器也受到了新型換熱器的挑戰(zhàn),但由于管殼式熱交換器具有結(jié)構(gòu)簡單、牢固、操作彈性大、應(yīng)用材料廣等優(yōu)點(diǎn),管殼式換熱器目前仍是化工、石油和石化行業(yè)中使用的主要類型換熱器,尤其在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備中仍占有絕對優(yōu)勢。如何確定最佳的換熱器,是換熱器優(yōu)化的問題。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　某車間用25℃的自來水將甲苯從1

7、05℃冷卻到65℃，已知水走管程，出口溫度為40℃。流量為27000kg/h的甲苯走殼程。甲苯側(cè)熱阻取0.0001m2·℃/W，水側(cè)熱阻取0.00021 m2·℃/W。請選擇合適的列管換熱器，要求兩側(cè)壓降不大于101.33kPa。已知平均溫度下水和甲苯的物性參數(shù)如下表所示。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p><b

8、>　　進(jìn)行傳熱計(jì)算；</b></p><p>　　確定換熱器的最佳型號和參數(shù)；</p><p>　　對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行討論；</p><p><b>　　給出結(jié)果列表；</b></p><p>　　繪出換熱器結(jié)構(gòu)和流程示意圖.</p><p><b>　　換熱器選型設(shè)計(jì)&l

9、t;/b></p><p>　　1）試算和初選換熱器的規(guī)格</p><p>　　計(jì)算熱負(fù)荷和冷卻水流量</p><p>　　計(jì)算兩流體的平均溫度差。逆流時(shí)平均溫差為</p><p><b>　　而 </b></p><p>　　由圖1查得：?？梢赃x用單殼層。</p>&

10、lt;p>　　初選換熱器規(guī)格。根據(jù)兩流體的情況，假如,故</p><p>　　由于,因此需考慮熱補(bǔ)償。由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)中選定F400IV–2.5–24</p><p><b>　　表 1</b></p><p><b>　　實(shí)際傳熱面積</b></p><p>　　若選擇該型號的換熱器，則要求

11、過程的總傳熱系數(shù)為：</p><p><b>　　2）核算壓降</b></p><p><b>　　管程壓降</b></p><p><b>　　管程流通面積</b></p><p>　　設(shè)管壁粗糙度，由—關(guān)系圖中擦、查得：，所以</p><p><

12、;b>　　殼程壓降</b></p><p>　　管子為正方形斜轉(zhuǎn)45°排列，。</p><p><b>　　取折流檔板間距</b></p><p><b>　　殼程流通面積</b></p><p><b>　　所以</b></p>&l

13、t;p>　　計(jì)算表明，管程和殼程壓強(qiáng)降都滿足題設(shè)的要求。</p><p><b>　　3）核算總傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　管程對流傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　殼程對流傳熱系數(shù)</b></p><p>　　取換熱器列管之中心距。則流體通

14、過管間最大截面積為</p><p>　　殼程中甲苯被冷卻，取。所以 </p><p><b>　　污垢熱阻</b></p><p><b>　　總傳熱系數(shù)</b></p><p>　　管壁熱阻可忽略時(shí)，總傳熱系數(shù)為</p><p><b>　　安全系數(shù)為： <

15、;/b></p><p>　　結(jié)果討論：安全系數(shù)為15.43%在15%～25%之內(nèi)符合換熱器設(shè)計(jì)要求，管程壓降和殼程壓降都小于101.33kPa符合題設(shè)要求。</p><p><b>　　結(jié)果列表</b></p><p>　　表2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果一覽表</p><p>　　換熱器結(jié)構(gòu)和流程示意圖</p>

16、<p>　　管列排列形式為正方形斜轉(zhuǎn)45°</p><p><b>　　相關(guān)附圖</b></p><p><b>　　1圖</b></p><p><b>　　符號說明</b></p><p><b>　　英文字母</b></p

17、><p>　　——流通面積，m2；</p><p>　　——定壓比熱容，kJ/（kg?°C）；</p><p><b>　　——管徑，m；</b></p><p>　　——換熱器殼徑，m；</p><p>　　——折流板間距，m；</p><p>　　——總傳熱系數(shù)，

18、w/(m2·℃ )；</p><p><b>　　——長度，m；</b></p><p><b>　　——管數(shù)；</b></p><p><b>　　——管程數(shù)；</b></p><p><b>　　——?dú)こ虜?shù)；</b></p>&

19、lt;p><b>　　——壓強(qiáng)，Pa；</b></p><p>　　——傳熱速率或熱負(fù)荷，W；</p><p>　　——熱阻，m2?ºC/W；</p><p>　　——傳熱面積，m2；</p><p>　　——冷流體溫度，ºC；</p><p><b>　　——

20、管心距，m；</b></p><p>　　——熱流體溫度，ºC；</p><p><b>　　——流速，m/s；</b></p><p>　　——質(zhì)量流速，kg/s；</p><p><b>　　希臘字母</b></p><p>　　——對流傳熱系數(shù)，W

21、/(m2?°C)；</p><p><b>　　——有限差值；</b></p><p><b>　　——粗糙度；</b></p><p>　　——粘度，Pa?s；</p><p>　　——導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m?°C)；</p><p><b>　　

22、——摩擦系數(shù)；</b></p><p>　　——密度，kg/m3；</p><p><b>　　——溫差校正系數(shù)；</b></p><p><b>　　下標(biāo)</b></p><p><b>　　——冷流體；</b></p><p><b

23、>　　——當(dāng)量；</b></p><p><b>　　——熱流體；</b></p><p><b>　　——管內(nèi)；</b></p><p><b>　　——管外；</b></p><p><b>　　——污垢；</b></p>