列管式换热器设计任务书
目录
一、设计题目------------------------------------------------------- 1 二、设计条件------------------------------------------------------- 1 三、相关物性数据------------------------------------------------- 1 四、设备形式------------------------------------------------------- 2 五、流动空间安排及流向的选择---------------------------- -- 2 六、设计计算------------------------------------------------------- 3
1.热力设计------------------------------------- 3 2.初选换热器规格------------------------------- 4 3.总传热系数的核算 ---------------------------- 4 4.污垢热阻------------------------------------- 6 5.计算总传热系数------------------------------- 6 6.传热面积裕度--------------------------------- 6 7.壁温计算------------------------------------- 6 8.核算压强降----------------------------------- 7
七、辅助设备的计算及选型------------------------------------ 9 八、设计结果一览表--------------------------------------------- 11 九、附录------------------------------------------------------------ 12
任务书
一、设计题目
用水冷却25%甘油的列管式换热器设计
二、设计条件
1.甘油 处理量：qm0?3.436?104kg/h
℃ 进口温度：T1?100℃ 出口温度：T2?40101.3kPa 压强降：p＜ 2.冷却水
进口温度：t1?20℃ 出口温度：t2
?30℃
101.3kPa 压强降：p＜三、相关物性数据
1.计算定性温度
T1＋T2100＋40?℃?70℃ 壳程甘油定性温度：T?22t1＋t220＋30t??℃?25℃ 管程循环水定性温度：
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2.根据定性温度查询相关物性数据如下： （1）甘油70℃下的物性数据：
kg/m 密度：?1?10483kJ/(kg?K) 定压比热容：Cp1?2.651W/(m?K) 热导率：?1?0.570?3粘度：?1?0.7255?10Pa?s
（2）循环冷却水在25℃下的物性数据： 密度：??997.04kg/m3
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定压比热容：C?4.179kJ/(kg?K)
W/(m?K) 热导率：??0.609粘度：?
循环冷却水在70?C下的比热容：C
根据C?Cr'?0.90275?10-4Pa?s
?4.167kJ/(kg?K)
f?CB?(1?f)①，其中C是水溶液的比热，Cr为无水甘油的比热，
为溶液中甘油的质量分数，则25%甘油的定压比热容为：
CB为水的比热，f
Cp2?Cp1?25%?C'?75%?2.651?0.25?4.67?0.75?3.788kJ/(kg?K)3.每年按356天计，每天24小时连续运行。
四、设备形式
浮头式换热器管束膨胀不受壳体约束，所以壳体与管束之间不会由于膨胀量的不同而产生热应力。而且在清洗和检修时，仅需将管束从壳体中抽出即可，所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易于结垢的场合。由于该过程温差较大，所以综合各个换热器的特点，确定选用浮头式换热器。
五、流动空间安排及流向的选择
因被冷却的流体走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。再加上甘油水溶液属于粘度较大的液体，在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re（Re>100）下即可达到湍流，可以提高对流传热系数。另一方面，由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，25%甘油走壳程，循环冷却水走管程。
当冷、热流体的进出口温度相同时，逆流操作的平均推动力大于并流，因而传递同样的热流体，所需的传热面积较小。逆流操作时，冷却介质温升可选择得较大因而冷却介质用量可以较小。显然在一般情况下，逆流操作总是优于并流。故在此过程中采用逆流 。
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①И.И.ГУБМАИ等.测定皂角甘油中油脂含量的快速方法[J].日用化学工业译丛.1998,4(1):40-40
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化工原理课程设计-- 用水冷却25%甘油的列管式换热器设计
