年處理量84215104噸煤油冷卻器的設(shè)計_課程設(shè)計任務(wù)書-文庫吧
2025-07-22 18:17 本頁面
【正文】 .................. 12 管程阻力損失 .................................................. 12 殼程阻力損失 .................................................. 12 水泵的選擇 .......................................................... 13 流量的計算 .................................................... 13 選擇水泵的型號 ................................................ 14 3 設(shè)計小結(jié) ................................................................. 15 主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果 .............................................. 15 設(shè)計評述 ............................................................ 16 參考文獻(xiàn) ................................................................... 17 4 年處理量 104噸煤油冷卻器的設(shè)計 1 引言 熱換器的類型 熱換器是許多工業(yè)生產(chǎn)部門的通用工藝設(shè)備，尤其是石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，在化工中熱換器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等。熱換器的類型很多，性能各異，根據(jù)冷、熱流體換熱方式的不同可將換熱器分為混合式換熱器、蓄熱式換熱器和間壁式換熱器三種。以上三種換熱器中以間壁式換熱器應(yīng)用最為廣泛，型式也最為多樣。按熱換器傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)的特 點，間壁式換熱器又可分為管壁式換熱器、板式換熱器和特殊型式換熱器三類。 管式換熱器通過管子壁面進(jìn)行傳熱，按傳熱管的結(jié)構(gòu)可分為管殼式熱換器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、翅片管式換熱器等幾種 。板式換熱器通過板面進(jìn)行傳熱，按傳熱板的結(jié)構(gòu)可分為平板式換熱器、螺旋式換熱器、熱板式換熱器及板翅式換熱器等幾種；而特殊型式換熱器是指根據(jù)工藝特殊要求而設(shè)計的，具有特殊結(jié)構(gòu)的換熱器。如回旋式換熱器、熱管換熱器、同流式換熱器等。 其中管殼式換熱器又稱為列管式換熱器，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)熱換設(shè)備。它因結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、造價低廉、用材 廣泛、清洗方便、適應(yīng)性強等有點而在換熱設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點又可分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、 U形管換熱器。 熱換器的選擇 5 熱換器的種類很多，選擇時應(yīng)根據(jù)操作溫度、壓力、熱換器的熱負(fù)荷、管程與殼程的溫度差、熱換器的腐蝕性能及其他特性、檢修與清洗要求等因素綜合考慮。 [4] 在列管式換熱器設(shè)計中，哪種流體走管程，哪種流體走殼程，需要合理安排。 選擇原則：傳熱效果好、結(jié)構(gòu)簡單、檢修與清洗方便。 一般情況下，用加熱劑或冷卻劑的流體 是由實際情況決定的。但有些時候需要設(shè)計者自行選擇。在選用加熱劑或冷卻劑時，除首先應(yīng)滿足所能達(dá)到的加熱或冷卻溫度外，還應(yīng)考慮到其來源方便、價格低廉、使用安全。 在換熱器的設(shè)計中，被處理物料的進(jìn)出口溫度為工藝要求所規(guī)定，加熱劑或冷卻劑的進(jìn)出口溫度一般有來源而定，但它的出口溫度應(yīng)由設(shè)計者根據(jù)經(jīng)濟核算來確定。 提高流體在換熱器中的流速，將增大對流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，即降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增加，所需傳熱面積減少，設(shè)備費用降低。但是流速增加，流 體阻力將增大，操作費用增加。因此，選擇適宜的流速十分重要，適宜的流速應(yīng)通過經(jīng)濟核算來確定。 流向有逆流、并流、錯流和折流四種類型。在流體進(jìn)出口溫度相同的情況下，逆流的平均溫度差大于其他流向的平均溫度差，因此，若無其他工藝要求，一般采用逆流操作。 在進(jìn)行熱換器設(shè)計時，熱換器各種零部件的材料應(yīng)根據(jù)操作壓力、溫度和 6 流體的腐蝕性以及對材料的制造工藝以及性能等的要求來選取。最后還要考慮材料的經(jīng)濟合理性 浮頭式熱換器特點 本設(shè)計采用浮頭式設(shè)計，其結(jié)構(gòu)特點是兩端管板之一不與殼體固 定連接 ,可以在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮 ,該端稱為浮頭。當(dāng)殼體與管束因溫度不同而引起熱膨脹時，管束連同浮頭可在殼體內(nèi)自由伸縮，可完全消除熱應(yīng)力。此種換熱器的優(yōu)點是換熱管與殼體與殼體不會產(chǎn)生溫差應(yīng)；管束可以從殼體抽出 ,便于清洗。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,需要大量金屬材料 ,造價高；浮頭蓋與浮動管板之間若密封不嚴(yán)，發(fā)生內(nèi)漏，造成兩種介質(zhì)的混合。但因其使用于殼體與管束溫差較大或殼程流體容易結(jié)垢的場合及優(yōu)良的性能 ,以此在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。 2 正文 確定設(shè)計方案 該換熱器用循環(huán)冷卻水，根據(jù)給定條件 ，結(jié)合兩流體的溫差，估計該換熱器管壁溫度和殼體溫度之差較大，初步確定用浮頭式換熱器 確定流體通入的空間 因水易結(jié)垢應(yīng)走易清洗的一側(cè)，且為增加散熱需使熱流體走殼程，又因兩流體溫差較大，故選浮頭式換熱器 7 確定物性數(shù)據(jù) 確定定性溫度 熱流體（煤油） 1032 50156 ???t ℃ 冷流體（循環(huán)水） 342 4028 ???t ℃ 確定物性數(shù)據(jù) 表 21 水和煤油的物性數(shù)據(jù) [5] 流體類別 溫度 /℃ 密度 ρ/(㎏ ﹒ m3) 黏度μ /Pa﹒s 比熱 容 Cp/[kJ﹒ (㎏﹒ ℃ )1] 熱導(dǎo)率λ /[w﹒(㎡ ℃ )1] 水 34 104 煤油 103 825 104
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