煤油冷却器设计
流体流过折流板的阻力
取折流板间距B?0.1m D?0.3m
22B??uo2?0.10?781?0.2772???p?NB?3.5-?49??3.5-?4257.7pa?? D20.32??????po??4551?4257.7??1.15?1?10130pa?105pa’2综上所述,该换热器管程与壳程的压力降均小于允许压强100 均符合要求,故所设计的换热器符合条件。 6 设计结果一览表
名称 物料名称 操作压力 操作温度/℃ 流量/() 定性温度/℃ 管程 循环水 82661.6 20/40 7144.6 30 995.7 4.174 0.0008007 5.4 列管式换热器 台数 300 Φ25×2.5 4500 52 15.04 壳程数 管间距 排列方式 折流板数 折流板间距 壳程 煤油 1410 120/40 3194.4 80 781 2.28 0.000664 10.74 1 1 32 正三角形 44 100 物性参数密度(kgm3) 定压比热容/[﹙﹚] 粘度 普朗特数 形式 壳体内径 设备结构参数 管径 管长 管数 传热面积/m2 管程数 4 材质 碳钢 10 / 21
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主要计算结果 流速/() 传热系数/[wm2?℃] 污垢热阻/﹙m2?℃w﹚ 阻力 热流量 传热温差/℃ 传热系数/[wm?℃] 裕度 管程 0.244 1480 0.000344 1026.96 161.94 35.92 388.5 13.94
管壳 0.1926 695.89 0.000172 10130 表2 设计结果一览图
7 设计评述
本次化工原理课程设计,加深了我对化工原理课本知识的理解,同时使我学会了很多实用的东西,提高了我动手的能力和灵活运用知识的能力,让我受益匪浅。在这次化工原理课程设计中,我的理论运用于实践的能力得到了很到的提升,主要有以下的几个方面:
⑴初步掌握了查阅资料,选用公式和搜集数据(已发表的文献)的能力。 ⑵树立了既考虑技术上的先进性和可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作过程中的方便性,劳动条件和环保性的正确设计思想,在这种思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
⑶培养了迅速准确的进行工程计算的能力,首先必须根据产量和基本的物性数据计算出理论值,在根据国家标准来核算,从而选用合适的配件高效率的完成规定的生产任务。
⑷学会用简洁的文字和清晰的图表来表述自己设计思想的能力。在画图中基本是根据基本数据来查阅资料逐一确定的,工作繁杂。
从设计结果可看出,若要保持传热系数,温度越大、换热管数越多、折流板数越多、壳径越大、这主要是因为煤油的出口温度升高,总的传热温差下降,所以换热面积增大,才能保证Q和K。因此,换热器尺寸增大,金属材料消耗量相应的增大,通过这个设计,我们可以知道,为提高传热效率,降低经济投入,设计参数的选择十
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分重要。由于本课程设计属于我的初次设计,而且时间上比较仓促,可查阅的文献有限,本次设计还有很多不完善的地方。 8 主要符号说明
英文字母
B—折流板间距 H—面积裕度, C—系数,无量纲 希腊字母 d 管径,m D—换热器外壳内径,m ?—摩擦系数; F—系数; h—圆缺高度,m; K—总传热系数,wm?℃; L—管长,m; m—管程; n—指数; 管数; 程数; N—管数; 程数; NB—折流板数; Nu—努赛尔特准数;
P—压力,; 因数;
Pr—普兰特准数; Q—传热速率,W; R—热阻,m2?℃w; α—对流传热系数;
Δ—有限差值;
λ—导热系数,(m.℃);
μ—粘度,; ρ—密度,kgm3; ?—校正系数;
下标 c—冷流体; h—热流体; i—管内; m—平均; o—管外;
s—污垢。 q—热通量,wm2;
r—半径,m; —雷诺准数;
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S—传热面积,m2; t—冷流体温度,℃; u—流速,; W—质量流量,; r—转数; 参考资料
[1]夏清, 贾绍义. 化工原理第二版[M]. 天津: 天津大学出版社, 2015. [2]马江权, 冷一欣. 化工原理课程设[M]. 北京: 中国石化出版社, 2011. [3]潘红良. 过程设备机械基础[M]. 上海: 华东理工大学出版社, 2013. [4]刘巍. 冷换设备工艺计算手册[M]. 北京: 中国石化出版社, 2003.
[5]匡国柱, 史启才. 化工单元过程与设备课程设计[M]. 北京: 化工工业出版社, 2010.
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致 谢
在这次课程设计中,我得到了许多人的帮助。首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助,这是我能顺利完成这次设计的主要原因,更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题,让我能把系统做得更加完善。在此期间,我不仅学到了许多新的知识,而且也开阔了视野,提高了自己的设计能力。其次,我要感谢帮助过我的同学,他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。
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