换热器优质课程设计

1、1.化工原理课程设计设计任务某厂用冷却水冷却从反映器出来日勺循环使用日勺有机液。操作条件及物性如下:物 料温度。C质量流 量 kg / h比热kJ / kg C密 度kg / m 3导热系数w / m C粘度x103 Pa s入 口出 口有机液6550400002.2619000.1720.742水25t 04.18710000.6211试选用一台合适型号日勺列管式换热器。2.换热器概述2.1换热器换热器是化工、炼油工业中普遍应用勺典型勺工艺设备。在化工厂，换热器 勺费用约占总费用勺10%20%，在炼油厂约占总费用35%40%。换热器在其她 部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也

2、有着广泛勺应用。因 此，设计和选择得到使用、高效勺换热器对减少设备勺造价和操作费用品有十分 重要勺作用。在不同温度勺流体间传递热能勺装置称为热互换器，即简称换热器，是将热 流体勺部分热量传递给冷流体勺设备。换热器勺类型按传热方式勺不同可分为：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传热器勺构造分类类型特点间管列管固定管 式刚性构造用于管壳温差较小勺状况（一般W50C），管间 不能清洗带膨胀节有一定勺温度补偿能力，壳程只能承受低压力浮头式管内外均能承受高压，可用于高温高压场合壁式壳式式U型管式管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难填料函 式外填料函管间容易泄

3、露，不适宜解决易挥发、易爆炸及压 力较高勺介质内填料函密封性能差，只能用于压差较小勺场合釜式壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮双套管式构造比较复杂，重要用于高温高压场合和固定床 反映器中套管式能逆流操作，用于传热面积较小勺冷却器、冷凝 器或预热器螺旋管式沉浸式用于管内流体勺冷却、冷凝或管外流体勺加热喷淋式只用于管内流体勺冷却或冷凝板面式板式拆洗以便，传热面能调节，重要用于粘性较大勺液体间换热螺旋板式可进行严格勺逆流操作，有自洁勺作用，可用做 回收低温热能伞板式构造紧凑，拆洗以便，通道较小、易堵，规定流 体干净板壳式板束类似于管束，可抽出清洗检修，压力不能太 高混合式合用于容许换热流体之间直接接

4、触蓄热式换热过程分阶段交替进行，合用于从高温炉气中 回收热能勺场合2.2固定管板式因设计需要，下面简朴简介一下固定管板式换热器。固定管板式即两端管板和壳体连结成一体，因此它具有构造简朴造价低廉日勺 长处。但是由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较为干净且不易结垢勺 物料。当两流体勺温度差较大时，应考虑热补偿。有具有补偿圈（或称膨胀节） 勺固定板式换热器，即在外壳勺合适部位焊上一种补偿圈，当外壳和管束勺热膨 胀限度不同步，补偿圈发生弹性变形（拉伸或压缩），以适应外壳和管束勺不同 勺热膨胀限度。这种热补偿措施简朴，但不适宜用于两流体温度差太大（不不小 于70C ）和壳方流体压强过高（一般不高于

5、600kPa）勺场合。1-挡板2-补偿圈3-放气嘴图2.2.1.固定管板式换热器日勺示意图2.3换热器的排列方式2.4设计规定完善勺换热器在设计和选型时应满足如下各项基本规定：合理地实现所规定勺工艺条件：可以从：增大传热系数提高平均 温差妥善布置传热面等三个方面具体着手。安全可靠换热器是压力容器，在进行强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命计算时，应 遵循国内钢制石油化工压力容器设计规定和钢制管壳式换热器设计规定 等有关规定与原则。 (3)有助于安装操作与维修直立设备勺安装费往往低于水平或倾斜勺设备。设备与部件应便于运送与拆 卸，在厂房移动时不会受到楼梯、梁、柱勺阻碍，根据需要可添置气、液排放口，检

6、查孔与敷设保温层。（4）经济合理评价换热器日勺最后指标是：在一定期间内（一般1年内日勺）固定费用（设备 日勺购买费、安装费等）与操作费（动力费、清洗费、维修费）等日勺总和为最小。 在设计或选型时，如果有几种换热器都能完毕生产任务勺需要，这一原则就尤为 重要了。3.热量计算.3.1计算热负荷，有机液给出的热量: TOC o 1-5 h z W C (T - T ) = 40000 X 2.261 X103 x (65 - 50) = 3.77 x 105 W h ph i 23600由热量衡算式：Q = W C (T - T ) = WC (t -1 )3.77 X105Q官2 一 W +1c pch ph 12c pc 21+25 =4140000CX4.187 X10336