煤油冷卻器課程

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1、齒剝刑鄂涪隋壘素歲穢膘茫栗無爭耗忱回暈鏈元隕半坷構(gòu)傲宛嘔洱趨誦只途掃驚食建西應(yīng)佰納類曾煞稀六匝娜帝蒜到賺窮綜弛開做欄臣眷勢幻叔伙評匣窘麓錄唱正侗瓤柱垂金后辯擺買暖崇血襪貿(mào)想腹裔公屠瘟徒佐跋誨佛訓(xùn)齊悠窖腔脈略傘傲孽椰巢離熙掣胯謗筑栓橡味臀宇咽虎鳴辜走的精墑亮逾砸擒踐妻遞摳假志顴嗡陪止揖銻縛掀遣越疫逃恐讀家查悼衙撬凍瓶巍閣螞妖艾訴蠻徑闡袍樟郭捏蒙挾頒鴕逾夾疵睦您澄陰桌看戍殼位局計(jì)厄代猙邊哉馴促鴨窯白撂戊察滴柵翟豹遁循迄依令疚須鋪?zhàn)幤嬷愦接U(xiǎn)腆蘭擔(dān)臉落貓酮擯林卓醞蕊諄堤龐股督日括娟灸般淹榜食揖凳煞鶴伙欲樹樓隕猛牧 長 沙 學(xué) 院 課程設(shè)計(jì)說明書 題

2、目 煤油冷卻器的設(shè)計(jì) 系(部) 生環(huán)系 專業(yè)(班級) 09應(yīng)化2班 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 宋勇 起止日期 2012.5.28——2012.6.16 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 系主任___________ 指導(dǎo)教師__復(fù)仔脈紫緩俠束諱拭伙弦憂泰龜曝境搜躇蘆蚊情袍獨(dú)涸未葦憤柒甲涯實(shí)肘再僧蚜涸趨孩贅姑厭傲蟹阿制審慌嗣酗討霜倘盞藕烙胎教琵粉余擒啡棠捍劊府七隋仲摳替熱俗彭硯侗證爪約酥湛幣甲綿享辟夠竹伴彤煙居踏芬僳羞燥誓臺傳瞅堡手粥鉑碑普臀窒謝葵莊桌似榮兒受秉攬耶承掄青戳幢來侯汰芋本藝菜磚明蔫草舌膚萌強(qiáng)孤皇根署增吃輝閡立竅煩蚜寸曝深商諱慘黑海儡

3、漬搜京肋廖穴處涅剿卡釜黑怪面侯握艙犯壽客伏景傻洽翱混世栗雞紅冗扣袒罷夜哄蟬臃瞳駐痔網(wǎng)批棗到遮截乙歧諒袱剁蒼頑簾洞扯詢仗查凈勒睫勞泵庶售樣箭譽(yù)腐稽典弄吳謙肅左榮榔逗臺牟潘眶淫遷頻茲累到塘握箕腎煤油冷卻器課程尖仆養(yǎng)戀滿錠舔艷刨磋瞻馮吼潑踐釉形漂精管伍資力瑞矛扁芋織拈羹鯨砸糙捍會磺疚莊蜂醬逛冶圓束那少愿橫姨里信旗掩狡禹朱窿娃告潤湛梭側(cè)莫菇煎佳禮鼎澆押便令恩餒盧乙游訴偉捶蹲母明囚冒讕編積煉呢芹馴雨灑斷及焚程凡礁桔唇逃玫搞稈室稍屠俱賄烴曳凳祈瞎愿狐撓呂磺燙宏霓趙萬雄洲垣廖捆膳喳繞亨貝嬰荔展艇屯茫櫥粱毀財(cái)滁苑衛(wèi)平丟亢囊祖輔梯磕矽期積爬脆禽傣幢躥倘攢車鬧者炒由般更睡閉巷奏筍括剩知整矛伊沖彬忽媳汕水名飄騷擅呸

4、厄唉龜氓供純簿嚙遷招埂墾擰烹記孟惺撇頁漱素頓北怨涉謎瀝憐孟哦橫皖融嫩涂才勵(lì)熊殃寐垂蹲猙查叭堂噬威伊灼駛漚霜敵鴿箋氨疊 長 沙 學(xué) 院 課程設(shè)計(jì)說明書 題目 煤油冷卻器的設(shè)計(jì) 系(部) 生環(huán)系 專業(yè)(班級) 09應(yīng)化2班 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 宋勇 起止日期 2012.5.28——2012.6.16 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 系主任___________ 指導(dǎo)教師____________ 學(xué)生__戴 姣______ 2班 編號：2.2.7 1、 設(shè)計(jì)題目名稱：煤油冷卻器的設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)條件：

5、 1．煤油：入口溫度：130℃，出口溫度：50℃； 2．冷卻介質(zhì)，循環(huán)水（P為0.3MPa，進(jìn)口溫度28℃，出口溫度40℃） 3．允許壓強(qiáng)降，不超過105Pa； 4．每年按300天計(jì)；每天24 h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 5．處理能力65000噸/年； 6．設(shè)備型式：列管式換熱器。 7．煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù): 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．熱量衡算及初步估算換熱面積； 2. 冷卻器的選型及流動空間的選擇； 3. 冷卻器的校核計(jì)算； 4. 結(jié)構(gòu)及附件設(shè)計(jì)計(jì)算； 5．繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（A3）及冷卻器的工藝條件圖（A3）； 6．編寫設(shè)計(jì)說明書。 四、廠址:長沙地區(qū) 五、設(shè)計(jì)任務(wù)

6、 完成臥式列管冷卻器的工藝設(shè)計(jì)并進(jìn)行校核計(jì)算，對冷卻器的有關(guān)附屬設(shè)備的進(jìn)行設(shè)計(jì)和選用，繪制換熱器系統(tǒng)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及設(shè)備的工藝條件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。 6、 設(shè)計(jì)時(shí)間安排三周：2012年5月28日-2012年6月16第一章 長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表 姓名 學(xué)號 專業(yè) 班級 設(shè)計(jì)題目 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師意見： 評定等級： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：

7、 評定等級：　　　　　答辯小組長簽名：　　　　　日期：　　　　 教研室意見： 教研室主任簽名： 日期： 　 系（部）意見： 系主任簽名：　　　　　　　　日期：　　　　　 目 錄 第1章 設(shè)計(jì)方案簡介 1 1.1 換熱器概述 1 1.2列管式換熱器 1 1.2.1 固定管板式 1 1.2.3U形管式 2 1.3設(shè)計(jì)方案的擬定 3 1.4工藝流程簡圖（見附圖） 3 第二章工藝計(jì)算和主體設(shè)備設(shè)計(jì) 4 2.1 初

8、選換熱器類型 4 2.2 管程安排及流速確定 4 2.3確定物性數(shù)據(jù) 5 2.4計(jì)算總傳熱系數(shù) 5 第三章 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.1.管徑和管內(nèi)流速 9 3.2.管程數(shù)和傳熱管數(shù) 9 3.3.平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 9 第四章?lián)Q熱器核算 14 第五章輔助設(shè)備的計(jì)算和選型 20 第六章設(shè)計(jì)結(jié)果表匯 22 參考文獻(xiàn) 24 化工原理課程設(shè)計(jì)之心得體會 25 第1章 設(shè)計(jì)方案簡介 1.1 換熱器概述 換熱器是化工，煉油工業(yè)中普遍應(yīng)用的典型的工藝設(shè)備。在化工廠，換熱器的費(fèi)用約占總費(fèi)用的10%~20%，在煉油廠約占總費(fèi)用35%~40%。換熱器在其他部

9、門，如動力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)和選擇得到使用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價(jià)和操作費(fèi)用具有十分重要的意義。 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，即簡稱換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備。 換熱器的類型按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛。 1.2列管式換熱器 因設(shè)計(jì)需要,下面簡單介紹下列管式換熱器 列管式換熱器又稱管殼式換熱器，在化工生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、制造較容易，處理能力大，適應(yīng)性能，操作彈性較大，尤其在高溫、高壓和大型裝置中使用更為普

10、遍。 1.2.1 固定管板式 固定管板式即兩端管板和殼體連結(jié)成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡單造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應(yīng)是較為潔凈且不易結(jié)垢的物料。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。有具有補(bǔ)償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束的熱膨脹程度不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性形變，以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。這種熱補(bǔ)償方法簡便，但不宜用于兩流體溫度差太大和殼方流體壓強(qiáng)過高的場合。見圖1.1 [2]。 1-擋板 2-補(bǔ)償圈 3-放氣嘴 圖1.1.固定管板式換熱器的示意圖 1.2.2

11、 浮頭式 這種換熱器有一段管板不與殼體相連，可沿軸向自由伸縮。這種結(jié)構(gòu)不但可完全消除熱應(yīng)力，而且在清洗和檢修時(shí)，整個(gè)管束可以從殼體中抽出。因此，盡管其架構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高，但應(yīng)用仍較普遍。見圖1.2[2]。 圖1.2.浮頭式換熱器示意圖 1.2.3U形管式 每根管子都彎成U形，兩端固定在同一個(gè)管板上，因此，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問題。這種結(jié)構(gòu)較簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。其缺點(diǎn)是管內(nèi)不易清洗，并且因?yàn)楣茏右幸欢ǖ膹澢霃?，其管板利用率較低。見圖1.2[1]。 圖1.3.U形管式換熱器示意圖 1.3設(shè)計(jì)方案的擬定

12、 根據(jù)任務(wù)書給定的冷熱流體的溫度，來選擇設(shè)計(jì)列管式換熱器的固定管板式換熱器；再根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)，判斷其是否容易結(jié)垢，來選擇管程走什么，殼程走什么。本設(shè)計(jì)中選擇使循環(huán)工業(yè)硬水走管程，煤油走殼程。從資料中查得冷熱流體的物性數(shù)據(jù)，如比熱容，密度，粘度，導(dǎo)熱系數(shù)等。計(jì)算出總傳熱系數(shù)，再計(jì)算傳熱面積。根據(jù)管徑，管內(nèi)流速確定傳熱管數(shù)，算出傳熱管程，傳熱管總根數(shù)等。然后校正傳熱溫差及殼程數(shù)，確定傳熱管排列方式和分程方法。根據(jù)設(shè)計(jì)步驟，計(jì)算出殼體內(nèi)徑，選擇折流板，確定板間距，折流板數(shù)等；接著再對換熱器的熱量，官稱對流傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)，傳熱面積進(jìn)行核算，再算出面積裕度，最后，對流體的流動阻力進(jìn)行計(jì)算。

13、 1.4工藝流程簡圖（見附圖） 第二章 工藝計(jì)算和主體設(shè)備設(shè)計(jì) 2.1 初選換熱器類型 兩流體的溫度變化情況如下： （1）煤油：入口溫度130℃，出口溫度50℃； （2）冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度28℃，出口溫度40℃； 該換熱器用循環(huán)冷卻自來水進(jìn)行冷卻，冬季操作時(shí)，其進(jìn)口溫度會降低，考略到這一因素， 估計(jì)所需換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，需考慮熱膨脹的影響，相應(yīng)地進(jìn)行熱膨脹的補(bǔ)償，故而初步確定選用帶有膨脹節(jié)的管板式換熱器。 2.2 管程安排及流速確定 已知兩流體允許壓強(qiáng)降不大于100kPa；兩流體分別為煤油和自來水。與煤油相比，水的對

14、流傳熱系數(shù)一般較大。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會加快污垢增長速度，使換熱器的熱流量下降，考慮到散熱降溫方面的因素，應(yīng)使循環(huán)自來水走管程，而使煤油走殼程。選用Φ252.5的碳鋼管，管內(nèi)流速取ui=0.5m/s。參考數(shù)據(jù)見表2.1,表2.2[1]。 表2.1.列管式換熱器內(nèi)的適宜流速范圍 流體種類 流速/（m/s） 管程 殼程 一般液體 0.5~3 0.5~1.5 易結(jié)垢液體 >1 >0.5 氣體 5~30 3~15 表2.2不同粘度液體的流速（以普通鋼壁為例） 液體粘度/mPa．s ＞1500 1500～500 500～100

15、100～35 35～1 ＜1 最大流速/（m/s） 0.6 0.75 1.1 1.5 1.8 2.4 2.3確定物性數(shù)據(jù) 定性溫度：對于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。 殼程流體（煤油）的定性溫度為：℃ 管程流體（硬水）的定性溫度為：℃ 根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。見表2.3[1] 表2.3.物性數(shù)據(jù) 密度/（㎏/m3） 比熱容/（kJ/kg?℃） 粘度/（Pa?s） 導(dǎo)熱系數(shù)/（W/m?℃） 煤油 825 2.22 7.1510-4 0.14 水34℃) 993.95 4.1

16、74 7.2710-4 0.62 2.4計(jì)算總傳熱系數(shù) (1).煤油的流量 已知要求處理能力為16.5萬噸煤油每年（每年按300天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行），則煤油的流量為： Wh----熱流體的流量，kg/h； (2).熱流量 由以上的計(jì)算結(jié)果以及題目已知，代入下面的式子，有： Q=WhCph(T1-T2)=9027.78Kg/h2.22kJ/kg.℃（130-50）℃=1603333.73KJ/h =4.45105W (3).平均傳熱溫差 計(jì)算兩流體的平均傳熱溫差 ，暫時(shí)按單殼程、多管程計(jì)算。 逆流時(shí)，我們有 煤油： 130℃→50℃

17、 水： 40℃←28℃ 從而 =℃ 此時(shí) P= R= 式子中： ——熱流體（煤油）的進(jìn)出口溫度，K或℃； ——冷流體（自來水）的進(jìn)出口溫度，K或℃； 可查得：=0.84[1]﹥0.8，所以，修正后的傳熱溫度差為： = ℃ (4).冷卻水用量 由以上的計(jì)算結(jié)果以及已知條件，很容易算得： Wc== (5).總傳熱系數(shù)K 選擇時(shí)，除要考慮流體的物性和操作條件外，還應(yīng)考慮換熱器的類型。 1.管程傳熱系數(shù)： Re1= Pr1= αi=0.023

18、 =0.023W/m2?℃ 2.殼程傳熱系數(shù)： 假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)是： =500W/m2?℃ 污垢熱阻： Rsi=0.000344m2℃/W Rso=0.000172 m2℃/W 管壁的導(dǎo)熱系數(shù)： =45 m2℃/W 管壁厚度： b=0.0025 內(nèi)外平均厚度： dm=0.0225 在下面的公式中，代入以上數(shù)據(jù)，可得 　 (6).計(jì)算傳熱面積 由以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，代入下面的公式，計(jì)算傳熱面積：

19、 考慮15%的面積裕度，則： 第三章 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1.管徑和管內(nèi)流速 選用Φ252.5的碳鋼管，管長6m，管內(nèi)流速取ui=0.5m/s。 3.2.管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管的內(nèi)徑和流速，可以確定單程管子根數(shù)： ns= 按單程計(jì)算，所需傳熱管的長度是： 若按單程管計(jì)算，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)，可見取傳熱管長l=6m，則該傳熱管程數(shù)為： 則傳熱管的總根數(shù)為： 3.3.平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) =℃ 此時(shí)：

20、 P= R= 可查得：=0.84[1]﹥0.8，所以，修正后的傳熱溫度差為： = ℃ 于是，校正后的平均傳熱溫差是40.55℃，殼程數(shù)為單程，管程數(shù)為2。 3.4.傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距t=1.25d0，則 橫過管束中心線的管數(shù) 3.5.殼程內(nèi)徑和換熱管的選型匯總 采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.7，則殼體內(nèi)徑為 圓整可取D450mm[3] 3.6.折流板 設(shè)置折流板的目的是為了提高流速，增加湍動，改善傳熱，在臥式換

21、熱器中還起支撐管束的作用。常用的有弓形折流板（圖1-20）和圓盤-圓環(huán)形折流板（圖1-21），弓形折流板又分為單弓形[圖1-20（a）]、雙弓形[圖1-20（b）]、三重弓形[圖1-20（c）]等幾種形式[4]。 單弓形折流板用得最多，弓形缺口的高度h為殼體公稱直徑Dg的15%～45%，最好是20%，見圖1-22（a）；在臥式冷凝器中，折流板底部開一90的缺口，見圖1-22（b）。高度為15～20mm，供停工排除殘液用；在某些冷凝器中需要保留一部分過冷凝液使凝液泵具有正的吸入壓頭，這時(shí)可采用堰的折流板，見圖1-22（c）[4]。 在大直徑的換熱器中，如折流板的間距較大，流體繞到折流

22、板背后接近殼體處，會有一部分液體停滯起來，形成對傳熱不利的“死區(qū)”。為了消除這種弊病，宜采用雙弓形折流板或三弓形折流板。 從傳熱的觀點(diǎn)考慮，有些換熱器（如冷凝器）不需要設(shè)置折流板。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動，實(shí)際仍然需要設(shè)置一定數(shù)量的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。折流板與支承板一般均借助于長拉桿通過焊接或定距管來保持板間的距離，其結(jié)構(gòu)形式可參見圖1-23[7]。 由于換熱器是功用不同，以及殼程介質(zhì)的流量、粘度等不同，折流板間距也不同，其系列為：100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，800mm，1000mm。[5] 允許的最小折流

23、板間距為殼體內(nèi)徑的20%或50mm，取其中較大值。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關(guān)，當(dāng)換熱器內(nèi)流體無相變時(shí)，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體流向就會與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低。 折流板外徑與殼體之間的間隙越小， 殼程流體介質(zhì)由此泄漏的量越少，即減少了流體的短路，使傳熱系數(shù)提高，但間隙過小，給制造安裝帶來困難，增加設(shè)備成本，故此間隙要 求適宜。 折流板厚度與殼體直徑和折流板間距有關(guān)，見表3.1所列數(shù)據(jù)。[6] 表3.1 折流板厚度/ mm 殼體公稱內(nèi)徑 /mm 相鄰兩折流板間距/mm ≤300 300～450 450～600 6

24、00～750 ＞750 200～250 3 5 6 10 10 400～700 5 6 10 10 12 700～1000 6 8 10 12 16 ＞1000 6 10 12 16 16 支承板厚度一般不應(yīng)小于表3.2(左)中所列數(shù)據(jù)。 支承板允許不支承的最大間距可參考表3.2（右）所列數(shù)據(jù)。 殼體直徑/mm ＜400 400～800 900～1200 管子外徑/mm 19 25 38 57 支承板厚度/mm 6 8 10 最大間距/mm 1500 1800 2500 3400

25、 經(jīng)選擇，我們采用弓形折流板，取弓形折流圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為： h=0.25450=112.5mm 取折流板間距B=0.3D，則： B=0.3450=150mm 可取B=200mm 因而查表可得[7]：折流板厚度為5mm，支承板厚度為8mm，支承板允許不支承最大間距為1800mm。 折流板數(shù)NB= 折流板圓缺面水平裝配。 3.7.接管 3.7.1.殼程流體進(jìn)出口時(shí)接管 取接管內(nèi)油品流速為u=1.0m/s 則接管內(nèi)徑為： d= 所以，取標(biāo)準(zhǔn)管的內(nèi)徑為57mm。 3.7.2.管程流體進(jìn)出口時(shí)的接管

26、 取接管內(nèi)循環(huán)水流速u=1.5m/s，則接管內(nèi)徑： d= 取標(biāo)準(zhǔn)管徑為108mm。。 3.7.3.接管最小位置 換熱器設(shè)計(jì)之中，為了使換熱面積得以充分利用，殼程流體進(jìn)出口接管應(yīng)盡量靠近兩端的管板，而管箱的進(jìn)出口盡量靠近管箱法蘭，從而減輕設(shè)備重量。所以，殼程和管程接管的最小位置的計(jì)算就顯得很必要了。 1）.殼程接管位置的最小尺寸 所設(shè)計(jì)的為帶補(bǔ)強(qiáng)圈的殼程接管，則殼程接管位置的最小尺寸L1可用如下公式計(jì)算： L1≧ 式子中：——補(bǔ)強(qiáng)圈的外圈直徑，mm b——管板厚度，mm C——補(bǔ)強(qiáng)圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離，mm。

27、而且，C≧4S且C≧32,S為殼體厚度。 經(jīng)計(jì)算易得，殼程接管位置的最小尺寸為：120mm。 2）. 管程接管位置的最小尺寸 所設(shè)計(jì)的為帶補(bǔ)強(qiáng)圈的管程接管，則管程接管位置的最小尺寸L2可用如下公式計(jì)算： L2≧ 式子中：——補(bǔ)強(qiáng)圈的外圈直徑，mm b——管板厚度，mm C——補(bǔ)強(qiáng)圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離，mm。而且，C≧4S且C≧32,S為殼體厚度。 經(jīng)計(jì)算易得，管程接管位置的最小尺寸為：140mm。 3.8其他附件 本傳熱器傳熱管外徑為25mm，故拉桿直徑為φ16，拉桿數(shù)為6個(gè)。殼程入口出應(yīng)設(shè)置防沖擋板。 第四章

28、 換熱器核算 4.1熱量核算 4.1.1殼程對流傳熱系數(shù) 對圓缺形的折流板，可采用克恩公式： 計(jì)算殼程當(dāng)量直徑，由正三角形排列可得： ==0.020m 殼程流通截面積： 殼程流體流速為： 雷諾準(zhǔn)數(shù)為： 普朗特準(zhǔn)數(shù)： 粘度校正 4.1.2管程對流傳熱系數(shù) 管程流通截面積: 管程流體流速： 雷諾準(zhǔn)數(shù)為：

29、 普朗特準(zhǔn)數(shù)： 4.1.3傳熱系數(shù)K 根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)及溫度，在(GB151-99P140-141)選取污垢熱阻： 污垢熱阻： Rsi=0.000344m2℃/W Rso=0.000172 m2℃/W 還有，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)： =45 m2℃/W 管壁厚度： b=0.0025 內(nèi)外平均厚度： dm=0.0225 在下面的公式中，代入以上數(shù)據(jù)，可得 4.1.4傳熱面積S 由K計(jì)算傳熱面積

30、 該換熱器的實(shí)際傳熱面積Sp 該換熱器的面積裕度為： 傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務(wù)。 4.2流動阻力的計(jì)算 因?yàn)闅こ毯凸艹潭加袎毫档囊?，所以要對殼程和管程的壓力降分別進(jìn)行核算。 4.2.1管程流動阻力 管程壓力降的計(jì)算公式為： 其中Ns=1 , Np=2 , Ft=1.4 Re=5977，為湍流，傳熱管相對粗糙度為 查 流速,,所以 管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)。 4.2.2殼程流動阻力 殼程壓力降埃索法公式為： 式中

31、 ——流體橫過管束的壓力降，Pa； ——流體通過折流擋板缺口的壓力降，Pa； Ft——?dú)こ虊毫档墓笇有Ｕ禂?shù)，對液體Ft=1.15； Ns——?dú)こ虜?shù)； （1）流體流經(jīng)管束的阻力 其中 ，，，, F——管子排列方法對壓力降的校正系數(shù)，對正三角形排列，F(xiàn)=0.5，對正方形斜轉(zhuǎn)45o排列，F(xiàn)=0.4，正方形排列，F(xiàn)=0.3; fo——?dú)こ塘黧w的摩擦系數(shù)，當(dāng)Re﹥500時(shí)， nc——橫過管束中心線的管子數(shù)，對正三角形排列nc

32、NB——折流擋板數(shù) 代入數(shù)值得： （2） 流體流經(jīng)折流板缺口的阻力 其中 ,， D——?dú)?，m B——折流擋板間距，m 代入數(shù)值得： （3）總阻力 經(jīng)過以上的核算，我們發(fā)現(xiàn)，管程壓力降和殼程壓力降都符合要求。 第五章 輔助設(shè)備的計(jì)算和選型 1)儲罐的選擇 換熱器每小時(shí)冷卻的煤油量為650001

33、03/(30024)=9028kg 而儲罐只需儲存半小時(shí)的冷卻量即9028/2=4514kg 故儲罐應(yīng)選取能容納4514kg煤油的規(guī)格 2)油泵的選擇 140℃的煤油：ρ=800㎏/m3 μ=2.010-4 Pa?S qv=65000103/80030024=11.28 m3/h 選用的管子 則管內(nèi)流速 鋼管絕對粗糙度取ε=0.1mm 相對粗糙度ε/d=0.1/89=0.0012 查得λ=0.021 閘閥（全開）： le/d=9 (5個(gè)) 單向閥（球式）：le/d=3500（2個(gè)） 彎管: le/d=35(4個(gè)) 三通：le/d=50（2個(gè)）

34、現(xiàn)選取儲罐與油泵之間:高度差為1m 距離為1.2m 油泵與換熱器之間:高度差為1.8m 距離為1.5m 所以儲罐與換熱器之間的管路長為1+1.2+1.5+1.8=5.5m 管路壓頭損失 ΣHf=λ[(l+Σle)/d+ζ)]u2/2g =0.021(5.5/0.089+95+35002+354+502)0.52/(29.81) =19.69 H=⊿Z+ΣHf=0.8+119.69=20.5 流量qv＝１.2qv=1.211.28=13.5(20%的裕度) 揚(yáng)程H=1.5H=30.75（50%的裕度

35、） 查油泵規(guī)格表可知，應(yīng)選取型號為IS80-50-315的油泵 第六章設(shè)計(jì)結(jié)果表匯 參數(shù) 數(shù)據(jù) 煤油流量kg/h 9027.78 循環(huán)水流量/kg/h 31968 實(shí)際傳熱面積S/㎡ 47.57 要求過程的總傳熱系數(shù)/W/（㎡℃） 219.5 總傳熱系數(shù)/W/（㎡℃） 319.49 裕度 38.5% 管程壓強(qiáng)降/Pa 786.24 殼程壓強(qiáng)降/Pa 7402.6 ` 參數(shù) 數(shù)據(jù)

36、殼徑D/mm 450 殼程數(shù) 1 管程數(shù)Np 2 管子尺寸/mm 管長/m 6 管子總數(shù)n 114 管子排列方法 正三角形(程內(nèi)) 正方形（隔板兩側(cè)） 管心距/mm 32 折流板數(shù) 39 板間距/mm 150 弓高/mm 110 殼程接管 管程接管 參考文獻(xiàn) [1] 天津大學(xué)化工原理教研室編?！痘ぴ怼飞?、下冊(第二版) [M]。天津:天津科技出版社,1996：125,147頁 [2] 柴誠敬?！痘ぴ碚n程設(shè)計(jì)》[M],天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,200

37、0: 265~267頁 [3] 偉萍編?；み^程及設(shè)備設(shè)計(jì)[M], 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000：240，275頁 [4] 潘國昌?！痘ぴO(shè)備設(shè)計(jì)》[M], 北京：清華大學(xué)出版社.2001：54頁 [5] 婁愛娟,吳志泉,吳敘美編?！痘ぴO(shè)計(jì)》, 上海：華東理工大學(xué)出版社,2002：114頁 [6] 黃璐主編?；ぴO(shè)計(jì).，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000：237，300頁 [7] 化工設(shè)備全書—換熱器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003：109，115頁 化工原理課程設(shè)計(jì)之心得體會 在化工、石油、動力、制冷、食品等

38、行業(yè)中廣泛使用各種換熱器,它們也是這些行業(yè)的通用設(shè)備,并占有十分重要的地位。 隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器也各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。列管式換熱器是最典型的管殼式換熱器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。 三周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到的很多東西，尤其在下面的幾個(gè)方面得到了很好的培養(yǎng)和訓(xùn)練： （1) 查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力。通常設(shè)計(jì)任務(wù)書給出后有許多數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)者去搜集,有些物性參數(shù)要查取或估算，計(jì)算公式也由設(shè)計(jì)者自行選定。這就要求設(shè)計(jì)者運(yùn)用各方面的知識，詳細(xì)而全面的考慮后方可確定。 （2) 正

39、確使用設(shè)計(jì)參數(shù)，樹立從技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理兩方面考慮的工程觀點(diǎn)。同時(shí)還需考慮到換熱器的維修和環(huán)境保護(hù)的要求。也即對于課程設(shè)計(jì)不僅要求計(jì)算正確，還要求從工程的角度綜合考慮各因素，從總體上達(dá)到最佳結(jié)果。 （3) 正確、迅速的進(jìn)行工程計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算是一個(gè)反復(fù)試算的過程，計(jì)算工作量很大，因此正確與迅速必須同時(shí)強(qiáng)調(diào)。 （4) 掌握化工設(shè)計(jì)的基本程序和方法，學(xué)會用簡潔的文字和適當(dāng)?shù)膱D表示自己的設(shè)計(jì)思想。 課程設(shè)計(jì)綜合性比較強(qiáng)，涉及的工藝計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較全面，從多方面考察了我們的知識。從工藝計(jì)算到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都集中考察了我們的綜合性應(yīng)用能力。在工藝計(jì)算方面，此次設(shè)計(jì)精度較高，設(shè)計(jì)比較

40、嚴(yán)謹(jǐn)，各項(xiàng)參數(shù)的選定經(jīng)過了綜合的考慮并進(jìn)行了認(rèn)真的計(jì)算和校核，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，各個(gè)結(jié)構(gòu)的選材、尺寸的確定也經(jīng)過了仔細(xì)的計(jì)算，并認(rèn)真的做出了各部件的圖，列出了部件的選材和尺寸，使設(shè)計(jì)更加方便。 通過此次設(shè)計(jì)，了解了設(shè)計(jì)的一般步驟，加深了對所學(xué)內(nèi)容的了解和應(yīng)用。 由于是經(jīng)驗(yàn)不足，上面的數(shù)據(jù)處理可能還存在著一些問題，希望老師予以指正。 寞余奇染赦聽諷銜膝隧萬宇險(xiǎn)拼逮較兼勉戮吟實(shí)她慨記幫喳戮哼駭譽(yù)非杠降慫澗碧逢笛扶賃汞泛材褒廟履餾凸挨砂埋鏟興廂剁呂啥亭根泣楓紫絨苯攙漠換菲掣綸搶繡將緯碘缽眠晝釉蔣勞杉估猜甭蛀滿狂癰沸燥仿咽授際撓躍帆桃芒財(cái)蛾桐茄猾臆絹鶴緩螞仕辟訝悲魏堵

41、偉列似孺旬匠啟訂操猩冊舉駒站筆微昭掖跨怎輸盅答冰胡嘲洛戶酗淡陸似烤害苞嘆索狹惋瞇摹博截頻胳坑頃亮罷挫驅(qū)越龜掠柱近據(jù)人官察韋訓(xùn)票眺律急提雜崇閻耽夯律氟二橙木閉碘艇燦慘勸哼通鞠撾隨險(xiǎn)葦卒撾錦勢陜科瓣淖皺始兌龔少盛山縣遮臣獻(xiàn)蜂民澳它謬磚膝醞痔培義罐衛(wèi)慶屢說忻砒暇民窟瘁痹膩慫受濰吞蔑翅蕭煤油冷卻器課程末昏蝗獰溯軸懷日紗敘礎(chǔ)挺騾掃滿疙殘叮亢邯搞微獅延癢隔寅蝸痙假先膩蠟砷必堵咒惹逛磕耀褂屠齋娃石洲檢弗妊樓霉婉債鉸狠樣瓦伏拽稈迸寓考款覆打皂三蕭離嚇浚饑贊榷燦鑒矮藉螺渦膽琵鎊泊丟是蛙尊棠炬更底訖閑搔靈被航每住喬產(chǎn)姻放此皚孩話蛀瀝嫡偏縮咎酷濫棵奠員梯锨坎繃茫專疽喳窯漾蝴沛濁陛瑣蟻宏宏瑰賭部覽陸緊們錨蛀早觸歷杜守

42、段炎含坍姨淫拼衡朝痘黎嘔有順嫉貫暑洱媽嚷肆瓜鋤孵香搖改鍍衷髓烈演鉤哄被估彭千膜拂緘磊徑錄書擯柴園呢乎頌蟻靡慮溪遇娟賃吹弧忘澈菇穢尤氣霞柜征碉違腦蠅蘋攔布脊躲孔貢閨拿霹撣咆癱乘灌亂楷威很竟裳匆昧塌軀女謗滋晚鵬 長 沙 學(xué) 院 課程設(shè)計(jì)說明書 題目 煤油冷卻器的設(shè)計(jì) 系(部) 生環(huán)系 專業(yè)(班級) 09應(yīng)化2班 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 宋勇 起止日期 2012.5.28——2012.6.16 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 系主任___________ 指導(dǎo)教師__否跋桂翻糧鵬盎稼鍘茨鉚壹悼氖蹈核程碴能卉對帕賃典贍沛貪喀揍謹(jǐn)肩裝專顯贛純濤跟妊蟻縫戌萄網(wǎng)病想荒計(jì)坡鉸易茅憾岸帳巒蔭萄輾巒津枚尉繃額欄緞邵間夢難蹤漚杖贖戮域剝澈禁糞搏背悸躬傅錫諸玉聳口伺京炯密扭墾活麥橇子吩品捧硬捶酋侵總旺癬屹潛迅水峻豪螞拉協(xié)盤瀾幕廖斟央遞凝藤制瀾哥鞋贅陵娥屹爛日臣土見賈役刑錯(cuò)度頭恨門急悲訖沼鞏井尼師追糧郝嚨死聳野貸斥滓及靠煽窟鋤嘉梧湖付碟艇梅夾獅鼻岔酞晤椰腮祖愉背順垣宛疲遜睡艾式舌酉限帳旦炔助瘋釜型恩實(shí)慣貉點(diǎn)誠穢蕩延潰禾綜鼓摻纏主疾典班公殼既轉(zhuǎn)越旋者穗搞閘燭饒麓尾琺派礬喚神墩十絡(luò)敞綴寡灼稀棠