化工原理課程設(shè)計---u型管換熱器選型設(shè)計-文庫吧
2025-10-03 00:40 本頁面
【正文】 器的要求也日益加強(qiáng)。換熱器的設(shè)計、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問世。 列管式換熱器的應(yīng)用已有很悠久的歷史。在化工、石油、能源設(shè)備等部門，列管式換熱器仍是主要的換熱設(shè)備。列管換熱器的設(shè)計資料已較為完善，已有系列化標(biāo)準(zhǔn)。目前我國列管換熱器的設(shè)計、制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收按“鋼制管殼式（即列管式）換熱器”（ GB151）標(biāo)準(zhǔn) 執(zhí)行。 列管式換熱器主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、 U 型管換熱器和填料函式換熱器等。 固定管板式換熱器有結(jié)構(gòu)簡單、排管多等優(yōu)點(diǎn)。但由于結(jié)構(gòu)緊湊，固定管板式換熱器的殼側(cè)不易清洗，而且當(dāng)管束和殼體之間的溫差太大時，管子和管板易發(fā)生脫離，故不適用與溫差大的場合。 浮頭式換熱器針對固定管板式換熱器的缺陷進(jìn)行了改進(jìn)。兩端管板只有一端與殼體完全固定，另一端可相對與殼體移動。故這種換熱器的管束膨脹不受殼體的約束，而且易于清洗和檢修，所以能適用于管殼壁間溫差較大，或易于腐蝕和易于結(jié)垢的場合。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、造價高 限制了它的使用。 U 型管換熱器僅有一個管板，管子兩端均固定于同一管板上。這類換熱器的特點(diǎn)有：管束可以自由伸縮，熱補(bǔ)償性能好；雙管程，流程長，流速高，傳熱性能好；承壓能力強(qiáng)；管束可以從殼體中抽出，且結(jié)構(gòu)簡單，造價低。但其管數(shù)少且易短流。故僅適用于管殼壁溫差較大，或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)不易結(jié)垢，高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的情形。 填料函式換熱器也只有一端與殼體固定，另一端采用填料函密封。它的管束也可自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，造價較低。但填料函易泄露，故殼程壓力不宜過高，也不宜用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒的場合。 本次選型設(shè)計所選的換熱器為列管式換熱器中的 U 型管換熱器，以滿足換熱需求。 4 1 設(shè)計中使用的符號說明 英文字母 t — 冷流體溫度，℃ A — 流通截面積， m2 t — 管心距， mm b — 厚度， m T — 熱流體溫度，℃ d — 管徑， m u — 流速， m/s B — 擋板間距， m W — 質(zhì)量流量， kg/s D — 換熱器殼徑， m K — 總傳熱系數(shù)， W/(m2 ℃ ) pc — 定壓比熱容， kJ/(kg ℃ ) Q — 傳熱速率或熱負(fù)載， W L — 長度， m； S — 傳熱面積， m2 P — 壓強(qiáng)， Pa；溫度校正系數(shù) N — 程數(shù) R — 熱阻， m2 ℃ /W；溫度校正系數(shù) n — 管數(shù) 希臘字母 α — 對流傳熱系數(shù)， W/(m2 ℃ ) ? — 密度， kg/m3 λ — 導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m ℃ ) ? — 校正系數(shù) ? — 粘度， Pa s 下標(biāo) o — 管外； i — 管內(nèi)； ? — 有限差值； m — 平均； 2 生產(chǎn)條件的確定 設(shè)計一列管式煤油換熱器，完成年冷卻 410? t 煤油的任務(wù)，具體要求如下：煤油進(jìn)口溫度 140℃，出口溫度 40℃；冷流體進(jìn)口溫度 30℃，出口溫度 5 40℃；每年按 330 天計， 24小時 /天連續(xù)進(jìn)行。 3 換熱器的設(shè)計計算 （一）確定設(shè)計方案 選擇換熱器類型 U 形管換熱器 流動空間及流速的
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