化工原理课程设计说明书列管式换热器设计

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化工原理课程设计说明书列管式换热器设计目录
《化工原理课程设计》任务书 1
1设计方案的选择 2
1.1 计算热流量 2
1.2 初步选定换热器型号 3
1.21 换热器中流体的流动方式的选取 3
2 工艺计算 4
2.1计算平均温差 4
2.2计算参数P和R及 5
2.3换热管数及管长的确定 5
2.31 管内流速的确定及管排列方式的选取 5
2.32估算传热面积A估及管数及管长的计算 6
3 主要设备工艺尺寸设计 8
3.1 管阻力损失计算 8
3.11管程的流速、雷诺数及摩擦系数的计算 8
3.12管程流动阻力计算。 9
3.2 壳阻力损失计算 10
3.21壳程的流速、雷诺数及摩擦系数的计算 10
3.22折流挡板数的计算 11
3.23壳程阻力 11
3.3 传热计算 13
3.31管程给热系数 13
3.32壳程给热系数 13
3.33传热系数，按管外面积进行计算，并且忽略其管壁热阻 14
3.34所需要的传热面积及裕度的计算 14
4 辅助设备选型与计算 15
5 设计结果汇总 17
6 工艺流程图及列管式换热器工艺条件图 18
列管式换热器工艺条件图7 设计评述及感想 19
7 设计评述及感想 20
7.1 对本设计的评价 20
7.2 设计感想 20
参考文献 21

《化工原理课程设计》任务书
-、设计题目
t/a原油加热器的工艺设计
设计条件
某炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表，两侧的污垢热阻均可取1.72x10-4m2·K/W，要求两侧的压力损失均不超过0.3x105Pa。试选用-台适当型号的列管式换热器。
物料 温度 ℃ 质量流量kg/h 比热kJ/kg·℃ 密度kg/m3 导热系数W/m·℃ 粘度 Pa·s
入口 出口
柴油 175 T2 3400010x 2.48 715 0.133 0.64x10-3
原油 70 110 4400015x 2.20 815 0.128 3.0x10-3
(x:学号后两位)
二.设计要求简述
每个设计者必须提交的设计成果有：设计说明书-份，图纸-幅（用A3打印）。
1、设计说明书必须包括下述内容：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、参考文献以及设计自评等。
2、设计计算书的主要内容应包括的步骤：
1）计算热负荷、收集物性常数。根据设计任务求出热流体放热速率或冷流体吸热速率，考虑了热损失后即可确定换热器应达到的传热能力Q；按定性温度确定已知条件中未给出的物性常数；
2）根据换热流体的特性和操作参数决定流体走向（哪个走管程、哪个走壳程）；计算平均温差；
3）初步估计-个总传热速率常数K估，计算传热面积A估；
4）根据A估初选标准换热器；若是设计换热器，则先确定换热管的规格、长度，接着计算所需换热管根数n；按单程求出流通面积，计算管内流速ui，管程数Ntu适宜/ui；确定折流挡板间距h，挡板形式，管子排列方式，外壳内径等。定出实际的传热面积A实际。
5）换热面积的核算。分别按关联式求出管内、外传热膜系数，估计污垢热阻，求出传热速率常数K，得出所需传热面积A，将A与A实际进行比较，若A实际比A大15%左右则设计成功；若A比A实际还大，则需再设参数，重新设计，直到A实际比A大15%左右。
6）管程和壳程压力降的计算。
7）接管尺寸的计算。
3、参考文献的列出格式：
作者，文献题名，书刊名，出版地：出版者，出版年（卷），参考页码。例如：
[1]吴婉娥，葛红光，张克峰.废水生物处理技术[M].北京：化学工业出版社，2003.1:77-168
[2]秦浩然，马魁英.浅谈硝化细菌及其在自然界的意义[J].生物学通报，1989.12（1）:18
4、对图纸的要求
用-张2#图纸（用A3打印）绘出设备装配图，包括主视图、俯视图或左视图，主视图局部剖切，主要尺寸标注，接管表，图标等。
1设计方案的选择
首先根据所给操作及物性条件确定已知条件中未给出的物性常数，尔后通过判断进行换热器的初步选定。
现已知：
柴油：T1175℃ ，质量流量34030kg/h ，比热 2.48 kJ/kg·℃ ，
密度kg/m3 ，导热系数 W/m·℃ ，粘度Pa·s
原油：70℃ ，110℃ ，质量流量 ，比热kJ/kg·℃
密度kg/m3 ，导热系数 W/m·℃ ，粘度 Pa·s

1.1 计算热流量
按原油加热所需来计算换热器的热流量

（1-1）

年加热原油的量
（1-2）
由热量衡算式
（1-3）
式中：分别为热冷流体的质量流量，；
为热冷流体的定压比热容，，可取定性温度下的数值作为常数；
为冷流体出、入口温度，℃；