煤油冷却器的设计

南南 京京 工工 业业 年夜年夜 学之南宫帮珍创作学之南宫帮珍创作 创作时间二零二一年六月三十日 资料工程原理资料工程原理 B B课程设计课程设计 设计题目煤油冷却器的设计 专业高分子资料科学与工程 班级高材 0801 学号 1102080104 姓名夏亚云 指导教师周勇敏 日期2010/12/30 设计成果 目录目录 一一. .任任务务 书书 -3--3- 1.1.设计题目 1.2.设计任务及把持条件 1.3.设计要求 创作时间二零二一年六月三十日 二二. .设设计计方方案案简简 介介 ..-3--3- 概述 2.2 列管式换热器 三三. .热热量量设设 计计 -5--5- 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安插（流动空间的选择）及流速确定 四四. .工工艺艺结结构构设设 计计 -8--8- 五五. .换换热热器器核核 算算 ..-13--13- 创作时间二零二一年六月三十日 创作时间二零二一年六月三十日 六六. .辅辅助助设设备备的的计计算算和和选选 择择 17 17 七七. .设设计计结结果果表表 汇汇 ..-20--20- 八八. .参参考考文文 献献 ..-20--20- 九九. .心心得得体体 会会 .. 21 21 附图（主体设备设计图附图（主体设备设计图, , 工艺流程简图）工艺流程简图） 一．化工原理课程设计任务书．化工原理课程设计任务书 煤油冷却换热器设计 10 t/y 2、设备型式列管式换热器 3、把持条件 （1）煤油 入口温度 140℃, 出口温度 40℃ 创作时间二零二一年六月三十日 4 创作时间二零二一年六月三十日 （2）冷却介质工业硬水 , 入口温度 20℃, 出口 温度 40℃ （3）油侧与水侧允许压强降不年夜于 10 Pa （4）每年按 330 天计, 每天 24 小时连续运行 （5）煤油定性温度下的物性参数 名称 油 5  （kg/m3） 825 Cp kJ/㎏.℃  ） 10-4  W/m.℃ 选择合适的列管式换热器并进行核算 （见 A4 纸另附） 二．设计方案简介二．设计方案简介 换热器是化工, 炼油工业中普遍应用的典范的工艺设备.在化 工厂, 换热器的费用约占总费用的1020, 在炼油厂约占总费 用 3540.换热器在其他部份, 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, 设计和选择获得使 用、高效的换热器对降低设备的造价和把持费用具有十分重要的 意义. 在分歧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, 是将热流体的部份热量传递给冷流体的设备. 换热器的类型按传热方式的分歧可分为混合式、蓄热式和间 壁式.其中间壁式换热器应用最广泛. 创作时间二零二一年六月三十日 创作时间二零二一年六月三十日 因设计需要,下面简单介绍下列管式换热器 列管式换热器又称管壳式换热器 , 在化工生产中被广泛应用 . 它的结构简单、坚固、制造较容易 , 处置能力年夜 , 适应性能, 把持弹性较年夜, 尤其在高温、高压和年夜型装置中使用更为普 遍. 固定管板式即两端管板和壳体连结成一体 , 因此它具有结 构简单造价昂贵的优点.可是由于壳程不容易检修和清洗, 因此壳 方流体应是较为洁净且不容易结垢的物料.当两流体的温度差较年 夜时, 应考虑热赔偿.有具有赔偿圈（或称膨胀节）的固定板式换 热器, 即在外壳的适当部位焊上一个赔偿圈 , 当外壳和管束的热 膨胀水平分歧时, 赔偿圈发生弹性形变 , 以适应外壳和管束的分 歧的热膨胀水平.这种热赔偿方法简便, 但不宜用于两流体温度差 太年夜和壳方流体压强过高的场所. 1-挡板 2-赔偿圈 3-放气嘴 这种换热器有一段管板不与壳体相连, 可沿轴向自由伸缩. 这种结构不单可完全消除热应力 , 而且在清洗和检修时 , 整个管 束可以从壳体中抽出.因此, 尽管其架构较复杂, 造价较高, 但应 用仍较普遍. 每根管子都弯成 U 形, 两端固定在同一个管板上, 因此, 创作时间二零二一年六月三十日 创作时间二零二一年六月三十日 每根管子皆可自由伸缩 , 从而解决热赔偿问题.这种结构较简单, 质量轻, 适用于高温高压条件.其缺点是管内不容易清洗, 而且因 为管子要有一定的弯曲半径, 其管板利用率较低. 根据任务书给定的冷热流体的温度, 来选择设计列管式换热器 的固定管板式换热器；再根据冷热流体的性质 , 判断其是否容易 结垢, 来选择管程走什么, 壳程走什么.本设计中选择使循环工业 硬水走管程, 煤油走壳程.从资料中查得冷热流体的物性数据, 如 比热容, 密度, 粘度, 导热系数等.计算出总传热系数, 再计算传 热面积.根据管径, 管内流速确定传热管数, 算出传热管程, 传热 管总根数等.然后校正传热温差及壳程数, 确定传热管排列方式和 分程方法.根据设计步伐, 计算出壳体内径, 选择折流板, 确定板 间距, 折流板数等；接着再对调热器的热量, 官称对流传热系数, 传热系数, 传热面积进行核算, 再算出头具名积裕度, 最后, 对 流体的流动阻力进行计算. 2.4 工艺流程简图（见附图） 三．工艺计算和主体设备设计三．工艺计算和主体设备设计 3.1 初选换热器类型 两流体的温度变动情况如下 （1）煤油入口温度 140℃, 出口温度 40℃； （2）冷却介质自来水, 入口温度 30℃, 出口温度 40℃； 该换热器用循环冷却自来水进行冷却 , 夏季把持时, 其进口 创作时间二零二一年六月三十日 创作时间二零二一年六月三十日 温度会降低, 考略到这一因素,