煤油冷卻器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　系主任___________ 指導(dǎo)教師____________ 學(xué)生__戴 姣______</p><p><b>　　2班</b></p><p><b>　　

2、編號(hào)：2.2.7</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目名稱：列管式煤油冷卻器的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)條件：</b></p><p>　　1．煤油：入口溫度：130℃，出口溫度：50℃；</p><p>　　2．冷卻介質(zhì)，循環(huán)水（P為0.3MPa，進(jìn)口溫度28℃，出口溫度40℃）</

3、p><p>　　3．允許壓強(qiáng)降，不超過105Pa；</p><p>　　4．每年按300天計(jì)；每天24 h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　5．處理能力65000噸/年；</p><p>　　6．設(shè)備型式：列管式換熱器。</p><p>　　7．煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù):</p><p><b&

4、gt;　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1．熱量衡算及初步估算換熱面積；</p><p>　　2. 冷卻器的選型及流動(dòng)空間的選擇；</p><p>　　3. 冷卻器的校核計(jì)算；</p><p>　　4. 結(jié)構(gòu)及附件設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p>　　5．繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（A3）及冷卻器的工藝

5、條件圖（A3）；</p><p>　　6．編寫設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　四、廠址:長(zhǎng)沙地區(qū)五、設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　完成臥式列管冷卻器的工藝設(shè)計(jì)并進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)冷卻器的有關(guān)附屬設(shè)備的進(jìn)行設(shè)計(jì)和選用，繪制換熱器系統(tǒng)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及設(shè)備的工藝條件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間安排三周：2012年5月2

6、8日-2012年6月16第一章</p><p>　　長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.1 換熱器概述1</p><p>　　1.2列管式換熱器1</p><p>　

7、　1.2.1 固定管板式1</p><p>　　1.2.3U形管式2</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)方案的擬定3</p><p>　　1.4工藝流程簡(jiǎn)圖（見附圖）3</p><p>　　第二章工藝計(jì)算和主體設(shè)備設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 初選換熱器類型4</p><p>　　

8、2.2 管程安排及流速確定4</p><p>　　2.3確定物性數(shù)據(jù)5</p><p>　　2.4計(jì)算總傳熱系數(shù)5</p><p>　　第三章 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1.管徑和管內(nèi)流速9</p><p>　　3.2.管程數(shù)和傳熱管數(shù)9</p><p>　　3.3.平

9、均傳熱溫差校正及殼程數(shù)9</p><p>　　第四章?lián)Q熱器核算14</p><p>　　第五章輔助設(shè)備的計(jì)算和選型20</p><p>　　第六章設(shè)計(jì)結(jié)果表匯22</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)之心得體會(huì)25</p>

10、<p><b>　　設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　1.1 換熱器概述</b></p><p>　　換熱器是化工，煉油工業(yè)中普遍應(yīng)用的典型的工藝設(shè)備。在化工廠，換熱器的費(fèi)用約占總費(fèi)用的10%~20%，在煉油廠約占總費(fèi)用35%~40%。換熱器在其他部門，如動(dòng)力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。因

11、此，設(shè)計(jì)和選擇得到使用、高效的換熱器對(duì)降低設(shè)備的造價(jià)和操作費(fèi)用具有十分重要的意義。</p><p>　　在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，即簡(jiǎn)稱換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備。</p><p>　　換熱器的類型按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛。</p><p><b>　　1.2列管式換

12、熱器</b></p><p>　　因設(shè)計(jì)需要,下面簡(jiǎn)單介紹下列管式換熱器</p><p>　　列管式換熱器又稱管殼式換熱器，在化工生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、制造較容易，處理能力大，適應(yīng)性能，操作彈性較大，尤其在高溫、高壓和大型裝置中使用更為普遍。</p><p>　　1.2.1 固定管板式</p><p>　　固定管板

13、式即兩端管板和殼體連結(jié)成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應(yīng)是較為潔凈且不易結(jié)垢的物料。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。有具有補(bǔ)償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束的熱膨脹程度不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性形變，以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。這種熱補(bǔ)償方法簡(jiǎn)便，但不宜用于兩流體溫度差太大和殼方流體壓強(qiáng)過高的場(chǎng)合。見圖1.1 [2]。</

14、p><p>　　1-擋板 2-補(bǔ)償圈 3-放氣嘴</p><p>　　圖1.1.固定管板式換熱器的示意圖</p><p><b>　　1.2.2 浮頭式</b></p><p>　　這種換熱器有一段管板不與殼體相連，可沿軸向自由伸縮。這種結(jié)構(gòu)不但可完全消除熱應(yīng)力，而且在清洗和檢修時(shí)，整個(gè)管束可以從殼體中抽出。因

15、此，盡管其架構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高，但應(yīng)用仍較普遍。見圖1.2[2]。</p><p>　　圖1.2.浮頭式換熱器示意圖</p><p><b>　　1.2.3U形管式</b></p><p>　　每根管子都彎成U形，兩端固定在同一個(gè)管板上，因此，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問題。這種結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。其缺點(diǎn)是管內(nèi)不易

16、清洗，并且因?yàn)楣茏右幸欢ǖ膹澢霃?，其管板利用率較低。見圖1.2[1]。</p><p>　　圖1.3.U形管式換熱器示意圖</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)方案的擬定</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書給定的冷熱流體的溫度，來選擇設(shè)計(jì)列管式換熱器的固定管板式換熱器；再根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)，判斷其是否容易結(jié)垢，來選擇管程走什么，殼程走什么。本設(shè)計(jì)中選擇使循環(huán)工業(yè)硬水走管程

17、，煤油走殼程。從資料中查得冷熱流體的物性數(shù)據(jù)，如比熱容，密度，粘度，導(dǎo)熱系數(shù)等。計(jì)算出總傳熱系數(shù)，再計(jì)算傳熱面積。根據(jù)管徑，管內(nèi)流速確定傳熱管數(shù)，算出傳熱管程，傳熱管總根數(shù)等。然后校正傳熱溫差及殼程數(shù)，確定傳熱管排列方式和分程方法。根據(jù)設(shè)計(jì)步驟，計(jì)算出殼體內(nèi)徑，選擇折流板，確定板間距，折流板數(shù)等；接著再對(duì)換熱器的熱量，官稱對(duì)流傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)，傳熱面積進(jìn)行核算，再算出面積裕度，最后，對(duì)流體的流動(dòng)阻力進(jìn)行計(jì)算。</p>&

18、lt;p>　　1.4工藝流程簡(jiǎn)圖（見附圖）</p><p>　　第二章 工藝計(jì)算和主體設(shè)備設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 初選換熱器類型</p><p>　　兩流體的溫度變化情況如下：</p><p>　?。?）煤油：入口溫度130℃，出口溫度50℃；</p><p>　?。?）冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度28

19、℃，出口溫度40℃；</p><p>　　該換熱器用循環(huán)冷卻自來水進(jìn)行冷卻，冬季操作時(shí)，其進(jìn)口溫度會(huì)降低，考略到這一因素， 估計(jì)所需換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，需考慮熱膨脹的影響，相應(yīng)地進(jìn)行熱膨脹的補(bǔ)償，故而初步確定選用帶有膨脹節(jié)的管板式換熱器。</p><p>　　2.2 管程安排及流速確定</p><p>　　已知兩流體允許壓強(qiáng)降不大于100kPa；兩流

20、體分別為煤油和自來水。與煤油相比，水的對(duì)流傳熱系數(shù)一般較大。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會(huì)加快污垢增長(zhǎng)速度，使換熱器的熱流量下降，考慮到散熱降溫方面的因素，應(yīng)使循環(huán)自來水走管程，而使煤油走殼程。選用Φ25×2.5的碳鋼管，管內(nèi)流速取ui=0.5m/s。參考數(shù)據(jù)見表2.1,表2.2[1]。</p><p>　　表2.1.列管式換熱器內(nèi)的適宜流速范圍 </p><p>　

21、　表2.2不同粘度液體的流速（以普通鋼壁為例）</p><p><b>　　2.3確定物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　定性溫度：對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。</p><p>　　殼程流體（煤油）的定性溫度為：℃</p><p>　　管程流體（硬水）的定性溫度為：℃</p

22、><p>　　根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。見表2.3[1]</p><p><b>　　表2.3.物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　2.4計(jì)算總傳熱系數(shù)</p><p><b>　　(1).煤油的流量</b></p><p>　　已知要求處理能力為16

23、.5萬噸煤油每年（每年按300天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行），則煤油的流量為：</p><p>　　Wh----熱流體的流量，kg/h；</p><p><b>　　(2).熱流量</b></p><p>　　由以上的計(jì)算結(jié)果以及題目已知，代入下面的式子，有：</p><p>　　Q=WhCph(T1-T2)=9027.7

24、8Kg/h×2.22kJ/kg.℃×（130-50）℃=1603333.73KJ/h =4.45×105W</p><p>　　(3).平均傳熱溫差</p><p>　　計(jì)算兩流體的平均傳熱溫差 ，暫時(shí)按單殼程、多管程計(jì)算。</p><p><b>　　逆流時(shí)，我們有</b></p><p>

25、;　　煤油： 130℃→50℃</p><p>　　水： 40℃←28℃</p><p><b>　　從而</b></p><p><b>　　=℃</b></p><p><b>　　此時(shí)</b></p><p><b>　　P=<

26、/b></p><p><b>　　R=</b></p><p><b>　　式子中：</b></p><p>　　——熱流體（煤油）的進(jìn)出口溫度，K或℃；</p><p>　　——冷流體（自來水）的進(jìn)出口溫度，K或℃；</p><p>　　可查得：=0.84[1]﹥0

27、.8，所以，修正后的傳熱溫度差為：</p><p><b>　　= ℃</b></p><p><b>　　(4).冷卻水用量</b></p><p>　　由以上的計(jì)算結(jié)果以及已知條件，很容易算得：</p><p><b>　　Wc==</b></p><p

28、>　　(5).總傳熱系數(shù)K</p><p>　　選擇時(shí)，除要考慮流體的物性和操作條件外，還應(yīng)考慮換熱器的類型。 </p><p><b>　　1.管程傳熱系數(shù)：</b></p><p><b>　　Re1=</b></p><p><b>　　Pr1=</b></p

29、><p><b>　　αi=0.023 </b></p><p>　　=0.023W/m2?℃</p><p><b>　　2.殼程傳熱系數(shù)：</b></p><p>　　假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)是： =500W/m2?℃</p><p>　　污垢熱阻： Rsi

30、=0.000344m2℃/W</p><p>　　Rso=0.000172 m2℃/W</p><p>　　管壁的導(dǎo)熱系數(shù)： =45 m2℃/W</p><p>　　管壁厚度： b=0.0025</p><p>　　內(nèi)外平均厚度： dm=0.0225</p><p>

31、　　在下面的公式中，代入以上數(shù)據(jù)，可得 </p><p>　　(6).計(jì)算傳熱面積</p><p>　　由以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，代入下面的公式，計(jì)算傳熱面積：</p><p>　　考慮15%的面積裕度，則：</p><p>　　第三章 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.管徑和管內(nèi)流速</p><

32、;p>　　選用Φ25×2.5的碳鋼管，管長(zhǎng)6m，管內(nèi)流速取ui=0.5m/s。</p><p>　　3.2.管程數(shù)和傳熱管數(shù)</p><p>　　根據(jù)傳熱管的內(nèi)徑和流速，可以確定單程管子根數(shù)：</p><p><b>　　ns=</b></p><p>　　按單程計(jì)算，所需傳熱管的長(zhǎng)度是：</p&g

33、t;<p>　　若按單程管計(jì)算，傳熱管過長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)，可見取傳熱管長(zhǎng)l=6m，則該傳熱管程數(shù)為：</p><p>　　則傳熱管的總根數(shù)為：</p><p>　　3.3.平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)</p><p><b>　　=℃</b></p><p><b>　　此時(shí)：</b&g

34、t;</p><p><b>　　P=</b></p><p><b>　　R=</b></p><p>　　可查得：=0.84[1]﹥0.8，所以，修正后的傳熱溫度差為：</p><p><b>　　= ℃</b></p><p>　　于是，校正后的平

35、均傳熱溫差是40.55℃，殼程數(shù)為單程，管程數(shù)為2。</p><p>　　3.4.傳熱管排列和分程方法</p><p>　　采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距t=1.25d0，則</p><p>　　橫過管束中心線的管數(shù)</p><p>　　3.5.殼程內(nèi)徑和換熱管的選型匯總</p>&l

36、t;p>　　采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.7，則殼體內(nèi)徑為</p><p>　　圓整可取D450mm[3]</p><p><b>　　3.6.折流板</b></p><p>　　設(shè)置折流板的目的是為了提高流速，增加湍動(dòng)，改善傳熱，在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。常用的有弓形折流板（圖1-20）和圓盤-圓環(huán)形折流板（圖1-21），

37、弓形折流板又分為單弓形[圖1-20（a）]、雙弓形[圖1-20（b）]、三重弓形[圖1-20（c）]等幾種形式[4]。</p><p>　　單弓形折流板用得最多，弓形缺口的高度h為殼體公稱直徑Dg的15%～45%，最好是20%，見圖1-22（a）；在臥式冷凝器中，折流板底部開一90°的缺口，見圖1-22（b）。高度為15～20mm，供停工排除殘液用；在某些冷凝器中需要保留一部分過冷凝液使凝液泵具有正的吸

38、入壓頭，這時(shí)可采用堰的折流板，見圖1-22（c）[4]。</p><p>　　在大直徑的換熱器中，如折流板的間距較大，流體繞到折流板背后接近殼體處，會(huì)有一部分液體停滯起來，形成對(duì)傳熱不利的“死區(qū)”。為了消除這種弊病，宜采用雙弓形折流板或三弓形折流板。</p><p>　　從傳熱的觀點(diǎn)考慮，有些換熱器（如冷凝器）不需要設(shè)置折流板。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動(dòng)，實(shí)際仍然需要設(shè)置一定數(shù)量

39、的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。折流板與支承板一般均借助于長(zhǎng)拉桿通過焊接或定距管來保持板間的距離，其結(jié)構(gòu)形式可參見圖1-23[7]。</p><p>　　由于換熱器是功用不同，以及殼程介質(zhì)的流量、粘度等不同，折流板間距也不同，其系列為：100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，800mm，1000mm。[5]</p><p>　　允許的最小折流板間

40、距為殼體內(nèi)徑的20%或50mm，取其中較大值。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關(guān)，當(dāng)換熱器內(nèi)流體無相變時(shí)，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體流向就會(huì)與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低。</p><p>　　折流板外徑與殼體之間的間隙越小， 殼程流體介質(zhì)由此泄漏的量越少，即減少了流體的短路，使傳熱系數(shù)提高，但間隙過小，給制造安裝帶來困難，增加設(shè)備成本，故此間隙要</p>&

41、lt;p><b>　　求適宜。</b></p><p>　　折流板厚度與殼體直徑和折流板間距有關(guān)，見表3.1所列數(shù)據(jù)。[6]</p><p>　　表3.1 折流板厚度/ mm</p><p>　　支承板厚度一般不應(yīng)小于表3.2(左)中所列數(shù)據(jù)。</p><p>　　支承板允許不支承的最大間距可參考表3.2（右）

42、所列數(shù)據(jù)。</p><p>　　經(jīng)選擇，我們采用弓形折流板，取弓形折流圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為：</p><p>　　h=0.25×450=112.5mm</p><p>　　取折流板間距B=0.3D，則：</p><p>　　B=0.3×450=150mm</p><p>&

43、lt;b>　　可取B=200mm</b></p><p>　　因而查表可得[7]：折流板厚度為5mm，支承板厚度為8mm，支承板允許不支承最大間距為1800mm。</p><p><b>　　折流板數(shù)NB=</b></p><p>　　折流板圓缺面水平裝配。</p><p><b>　　3.7

44、.接管</b></p><p>　　3.7.1.殼程流體進(jìn)出口時(shí)接管</p><p>　　取接管內(nèi)油品流速為u=1.0m/s</p><p><b>　　則接管內(nèi)徑為：</b></p><p><b>　　d=</b></p><p>　　所以，取標(biāo)準(zhǔn)管的內(nèi)徑為5

45、7mm。</p><p>　　3.7.2.管程流體進(jìn)出口時(shí)的接管</p><p>　　取接管內(nèi)循環(huán)水流速u=1.5m/s，則接管內(nèi)徑：</p><p><b>　　d=</b></p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管徑為108mm。。</p><p>　　3.7.3.接管最小位置</p>&l

46、t;p>　　換熱器設(shè)計(jì)之中，為了使換熱面積得以充分利用，殼程流體進(jìn)出口接管應(yīng)盡量靠近兩端的管板，而管箱的進(jìn)出口盡量靠近管箱法蘭，從而減輕設(shè)備重量。所以，殼程和管程接管的最小位置的計(jì)算就顯得很必要了。</p><p>　　1）.殼程接管位置的最小尺寸</p><p>　　所設(shè)計(jì)的為帶補(bǔ)強(qiáng)圈的殼程接管，則殼程接管位置的最小尺寸L1可用如下公式計(jì)算：</p><p>

47、;<b>　　L1≧</b></p><p>　　式子中：——補(bǔ)強(qiáng)圈的外圈直徑，mm</p><p>　　b——管板厚度，mm</p><p>　　C——補(bǔ)強(qiáng)圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離，mm。而且，C≧4S且C≧32,S為殼體厚度。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算易得，殼程接管位置的最小尺寸為：120mm。</p

48、><p>　　2）. 管程接管位置的最小尺寸</p><p>　　所設(shè)計(jì)的為帶補(bǔ)強(qiáng)圈的管程接管，則管程接管位置的最小尺寸L2可用如下公式計(jì)算：</p><p><b>　　L2≧</b></p><p>　　式子中：——補(bǔ)強(qiáng)圈的外圈直徑，mm</p><p>　　b——管板厚度，mm</p>

49、;<p>　　C——補(bǔ)強(qiáng)圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離，mm。而且，C≧4S且C≧32,S為殼體厚度。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算易得，管程接管位置的最小尺寸為：140mm。</p><p><b>　　3.8其他附件</b></p><p>　　本傳熱器傳熱管外徑為25mm，故拉桿直徑為φ16，拉桿數(shù)為6個(gè)。殼程入口出應(yīng)設(shè)置防

50、沖擋板。</p><p>　　第四章 換熱器核算</p><p><b>　　4.1熱量核算</b></p><p>　　4.1.1殼程對(duì)流傳熱系數(shù)</p><p>　　對(duì)圓缺形的折流板，可采用克恩公式：</p><p>　　計(jì)算殼程當(dāng)量直徑，由正三角形排列可得：</p><

51、p><b>　　==0.020m</b></p><p><b>　　殼程流通截面積：</b></p><p><b>　　殼程流體流速為：</b></p><p><b>　　雷諾準(zhǔn)數(shù)為：</b></p><p><b>　　普朗特準(zhǔn)數(shù)：

52、</b></p><p>　　粘度校正 </p><p>　　4.1.2管程對(duì)流傳熱系數(shù)</p><p><b>　　管程流通截面積:</b></p><p><b>　　管程流體流速：</b></p><p><b>　　雷諾準(zhǔn)數(shù)為：<

53、/b></p><p><b>　　普朗特準(zhǔn)數(shù)：</b></p><p>　　4.1.3傳熱系數(shù)K</p><p>　　根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)及溫度，在(GB151-99P140-141)選取污垢熱阻：</p><p>　　污垢熱阻： Rsi=0.000344m2℃/W</p>&

54、lt;p>　　Rso=0.000172 m2℃/W</p><p>　　還有，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)： =45 m2℃/W</p><p>　　管壁厚度： b=0.0025</p><p>　　內(nèi)外平均厚度： dm=0.0225</p><p>　　在下面的公式中，代入以上數(shù)據(jù)，可得</p>

55、<p>　　4.1.4傳熱面積S</p><p><b>　　由K計(jì)算傳熱面積</b></p><p>　　該換熱器的實(shí)際傳熱面積Sp</p><p>　　該換熱器的面積裕度為：</p><p>　　傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務(wù)。</p><p>　　4.2流動(dòng)阻力的計(jì)算&

56、lt;/p><p>　　因?yàn)闅こ毯凸艹潭加袎毫档囊?，所以要?duì)殼程和管程的壓力降分別進(jìn)行核算。 </p><p>　　4.2.1管程流動(dòng)阻力</p><p>　　管程壓力降的計(jì)算公式為：</p><p>　　其中Ns=1 , Np=2 , Ft=1.4</p><p>　　Re=5977，為湍流，傳熱管

57、相對(duì)粗糙度為</p><p><b>　　查</b></p><p><b>　　流速,,所以</b></p><p>　　管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。</p><p>　　4.2.2殼程流動(dòng)阻力 </p><p>　　殼程壓力降埃索法公式為：</p><

58、p>　　式中 ——流體橫過管束的壓力降，Pa；</p><p>　　——流體通過折流擋板缺口的壓力降，Pa；</p><p>　　Ft——?dú)こ虊毫档墓笇有Ｕ禂?shù)，對(duì)液體Ft=1.15；</p><p><b>　　Ns——?dú)こ虜?shù)；</b></p><p>　?。?）流體流經(jīng)管束的阻力</p>

59、<p>　　其中 ，，，,</p><p>　　F——管子排列方法對(duì)壓力降的校正系數(shù)，對(duì)正三角形排列，F(xiàn)=0.5，對(duì)正方形斜轉(zhuǎn)45o排列，F(xiàn)=0.4，正方形排列，F(xiàn)=0.3;</p><p>　　fo——?dú)こ塘黧w的摩擦系數(shù)，當(dāng)Re﹥500時(shí)，</p><p>　　nc——橫過管束中心線的管子數(shù)，對(duì)正三角形排列nc</p><p

60、><b>　　NB——折流擋板數(shù)</b></p><p><b>　　代入數(shù)值得：</b></p><p>　　流體流經(jīng)折流板缺口的阻力</p><p>　　其中 ,，</p><p><b>　　D——?dú)?，m</b></p><p>

61、;　　B——折流擋板間距，m</p><p><b>　　代入數(shù)值得：</b></p><p><b>　?。?）總阻力</b></p><p>　　經(jīng)過以上的核算，我們發(fā)現(xiàn)，管程壓力降和殼程壓力降都符合要求。</p><p>　　第五章 輔助設(shè)備的計(jì)算和選型</p><p&g

62、t;<b>　　1)儲(chǔ)罐的選擇</b></p><p>　　換熱器每小時(shí)冷卻的煤油量為65000×103/(300×24)=9028kg</p><p>　　而儲(chǔ)罐只需儲(chǔ)存半小時(shí)的冷卻量即9028/2=4514kg </p><p>　　故儲(chǔ)罐應(yīng)選取能容納4514kg煤油的規(guī)格</p><p>&

63、lt;b>　　2)油泵的選擇</b></p><p>　　140℃的煤油：ρ=800㎏/m3</p><p>　　μ=2.0×10-4 Pa?S</p><p>　　qv=65000×103/800×300×24=11.28 m3/h</p><p><b>　　選用的管子&

64、lt;/b></p><p><b>　　則管內(nèi)流速</b></p><p>　　鋼管絕對(duì)粗糙度取ε=0.1mm</p><p>　　相對(duì)粗糙度ε/d=0.1/89=0.0012</p><p><b>　　查得λ=0.021</b></p><p>　　閘閥（全開）：

65、 le/d=9 (5個(gè))</p><p>　　單向閥（球式）：le/d=3500（2個(gè)）</p><p>　　彎管: le/d=35(4個(gè))</p><p>　　三通：le/d=50（2個(gè)）</p><p>　　現(xiàn)選取儲(chǔ)罐與油泵之間:高度差為1m</p><p><b>　　距離為1.2m</b>

66、</p><p>　　油泵與換熱器之間:高度差為1.8m</p><p><b>　　距離為1.5m</b></p><p>　　所以儲(chǔ)罐與換熱器之間的管路長(zhǎng)為1+1.2+1.5+1.8=5.5m</p><p><b>　　管路壓頭損失</b></p><p>　　ΣHf=

67、λ[(l+Σle)/d+ζ)]u2/2g</p><p>　　=0.021(5.5/0.089+9×5+3500×2+35×4+50×2)×0.52/(2×9.81)</p><p><b>　　=19.69</b></p><p>　　H´=⊿Z+ΣHf=0.8+119.6

68、9=20.5</p><p>　　流量qv＝１.2×q´v=1.2×11.28=13.5(20%的裕度)</p><p>　　揚(yáng)程H=1.5×H´=30.75（50%的裕度）</p><p>　　查油泵規(guī)格表可知，應(yīng)選取型號(hào)為IS80-50-315的油泵</p><p><b>　

69、　第六章設(shè)計(jì)結(jié)果表匯</b></p><p><b>　　`</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 天津大學(xué)化工原理教研室編。《化工原理》上、下冊(cè)(第二版) [M]。天津:天津科技出版社,1996：125,147頁</p><p>　　[2]

70、柴誠敬。《化工原理課程設(shè)計(jì)》[M],天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,2000: 265~267頁</p><p>　　[3] 偉萍編?；み^程及設(shè)備設(shè)計(jì)[M], 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000：240，275頁</p><p>　　[4] 潘國昌?！痘ぴO(shè)備設(shè)計(jì)》[M], 北京：清華大學(xué)出版社.2001：54頁</p><p>　　[5] 婁愛娟,吳志泉,吳敘美編。《化工

71、設(shè)計(jì)》, 上海：華東理工大學(xué)出版社,2002：114頁</p><p>　　[6] 黃璐主編。化工設(shè)計(jì).，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000：237，300頁</p><p>　　[7] 化工設(shè)備全書—換熱器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003：109，115頁</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)之心得體會(huì)</p><p>　　在化工

72、、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器,它們也是這些行業(yè)的通用設(shè)備,并占有十分重要的地位。</p><p>　　隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器也各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。列管式換熱器是最典型的管殼式換熱器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。</p><p>　　三周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到的很多東西，尤

73、其在下面的幾個(gè)方面得到了很好的培養(yǎng)和訓(xùn)練：</p><p>　　查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力。通常設(shè)計(jì)任務(wù)書給出后有許多數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)者去搜集,有些物性參數(shù)要查取或估算，計(jì)算公式也由設(shè)計(jì)者自行選定。這就要求設(shè)計(jì)者運(yùn)用各方面的知識(shí)，詳細(xì)而全面的考慮后方可確定。</p><p>　　正確使用設(shè)計(jì)參數(shù)，樹立從技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理兩方面考慮的工程觀點(diǎn)。同時(shí)還需考慮到換熱器的維修和環(huán)境保護(hù)的要

74、求。也即對(duì)于課程設(shè)計(jì)不僅要求計(jì)算正確，還要求從工程的角度綜合考慮各因素，從總體上達(dá)到最佳結(jié)果。</p><p>　　正確、迅速的進(jìn)行工程計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算是一個(gè)反復(fù)試算的過程，計(jì)算工作量很大，因此正確與迅速必須同時(shí)強(qiáng)調(diào)。</p><p>　　掌握化工設(shè)計(jì)的基本程序和方法，學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)潔的文字和適當(dāng)?shù)膱D表示自己的設(shè)計(jì)思想。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)綜合性比較強(qiáng)，涉及的工藝

75、計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較全面，從多方面考察了我們的知識(shí)。從工藝計(jì)算到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都集中考察了我們的綜合性應(yīng)用能力。在工藝計(jì)算方面，此次設(shè)計(jì)精度較高，設(shè)計(jì)比較嚴(yán)謹(jǐn)，各項(xiàng)參數(shù)的選定經(jīng)過了綜合的考慮并進(jìn)行了認(rèn)真的計(jì)算和校核，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，各個(gè)結(jié)構(gòu)的選材、尺寸的確定也經(jīng)過了仔細(xì)的計(jì)算，并認(rèn)真的做出了各部件的圖，列出了部件的選材和尺寸，使設(shè)計(jì)更加方便。</p><p>　　通過此次設(shè)計(jì)，了解了設(shè)計(jì)的一般步