东南大学成贤学院
- 成绩 化工原理课程设计
说明书
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设计题目：管壳式换热器的设计 姓 名： 董佳琦 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 11化工2班 学 号： 06111201 指导教师： 姚刚
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设计地点 成贤院315
设计时间：2013年09月02日至2013年09月12日 完成时间：2013年09月12日
目录
前言…………………………………………………………………………………………3 `
1.管壳换热器的设计书……………………………………………………………………6 2.设计方案的确定…………………………………………………………………………6 .管壳换热器的型式…………………………………………………………………6 .流程的选择…………………………………………………………………………6 3.确定流体的定性温度、物性数据并选择列管换热器的型式……………………………6 .定性温度……………………………………………………………………………7 .物性参数……………………………………………………………………………7 4.换热器的工艺计算…………………………………………………………………………7 *
.估算总传热系数………………………………………………………………………7 热流量…………………………………………………………………………7 平均传热温差…………………………………………………………………7 冷却剂水用量………………………………………………………………8 选取K值，估算总传热系数………………………………………………8 估算传热面积…………………………………………………………………………8 5. 换热器的工艺结构尺寸设计………………………………………………………………8 6. .管径和管内流速………………………………………………………………………8 ）
.管程数和传热管数……………………………………………………………………8 .传热管排列和分程方法………………………………………………………………8 .计算平均传热温差……………………………………………………………………9 .壳体内径………………………………………………………………………………9 .折流板…………………………………………………………………………………9 .计算壳程流通面积及流速……………………………………………………………9 .计算管程流通面积及流速 ………………………………………………………… 10 6. 换热器核算…………………………………………………………………………………10 (
传热系数的校核………………………………………………………………………10 传热面积………………………………………………………………………10
核算总传热系数…………………………………………………………………11 污垢热阻…………………………………………………………………………11
对流传热系数……………………………………………………………………11 壳体对流传热系数………………………………………………………………11 ．6.传热面积…………………………………………………………………………11
．换热器内流体的流动阻力………………………………………………………………12 …
管程流动阻力……………………………………………………………………12
壳程流动阻力……………………………………………………………………12
7. 换热器的主要结构尺寸和计算结果…………………………………………………………13 8.在ChemCAD中的结果……………………………………………………………………………14
9.附图 ……………………………………………………………………………………………15 10.总结……………………………………………………………………………………………17 11.参考文献………………………………………………………………………………………17
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前 言
换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。
在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分
热量传递给冷流体的设备。
换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。
表2-1 传热器的结构分类
) 类型 特点 刚性结构 固定管式 间 壁 ： !用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃），管间不能清洗 有一定的温度补偿能力，壳程只能承受低压力 带膨胀节 浮头式 U型管式 ` 列 管 管 壳 /{ 管内外均能承受高压，可用于高温高压场合 管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难 管间容易泄露，不宜处理易挥发、易爆炸及压力较高的介质 填料函式 外填料函 内填料函 密封性能差，只能用于压差较小的场合 壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮 结构比较复杂，主要用于高温高压场合和固定床反应器中 式 釜式 ? 式 双套管式 套管式 ~ 式 能逆流操作，用于传热面积较小的冷却器、冷凝器或预热器 沉浸式 喷淋式 用于管内流体的冷却、冷凝或管外流体的加热 只用于管内流体的冷却或冷凝 拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热 可进行严格的逆流操作，有自洁的作用，可用做回收低温热能 螺旋管式 板面板式 螺旋板式
换热器课程设计
