列管換熱器設(shè)計(jì)示例課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-29 15:25 本頁面
【正文】 本科生課程設(shè)計(jì)列管換熱器設(shè)計(jì)示例目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 3二、設(shè)計(jì)方案簡介 4 4 6 11 14三、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 18 18 19 21四、換熱器內(nèi)流體 24 24 24五、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 27六、工藝流程圖 28七、對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論 29八、課程設(shè)計(jì)心得 31九、主要符號(hào)說明 33十、參考文獻(xiàn) 34一 設(shè)計(jì)任務(wù)書列管式換熱器(熱水冷卻器)的設(shè)計(jì),處理能力：32104,設(shè)備型式其列管式換熱器.(1).熱水：入口溫度140℃，出口溫度40℃ (2).冷卻介質(zhì)：循環(huán)水，入口溫度30℃，出口溫度40℃ (3).允許壓降：不大于105Pa (4).每年按330天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行(5).建廠地址 :廣州地區(qū)（1）工藝設(shè)計(jì)：確定設(shè)備的主要工藝尺寸，如：管徑、管長、管子數(shù)目、管程數(shù)目等，計(jì)算K。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定換熱器管板、換熱器殼體的結(jié)構(gòu)和尺寸；確定連接方式、管板的列管的排列方式、換熱器的傳熱面積和流體阻力。（3）制定列管式換熱器的所需的原始數(shù)據(jù)及編寫課程設(shè)計(jì)說明書。二 設(shè)計(jì)方案簡介：一、換熱器概述 換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)不同溫度流體間的熱能傳遞，又稱熱交換器。換熱器是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備。 在換熱器中，至少有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)存在兩種以上的流體參加換熱，但它的基本原理與前一種情形并無本質(zhì)上的區(qū)別。在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，占有十分重要的地位。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)。換熱器的設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問世。二、換熱器的類型飽和水蒸氣應(yīng)從換熱器殼程上方進(jìn)入，冷凝水由殼程下方排出，冷卻水從換熱器下方的入口進(jìn)入，上方的出口排除。從兩流體溫度來看，估計(jì)換熱器的管壁溫度和殼體壁溫之差不會(huì)很大，該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，熱流體為熱水，為不易結(jié)垢和清潔的流體。冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低，估計(jì)該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較小，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。三、工藝流程示意圖四、 說明運(yùn)用該設(shè)備的理由這種換熱器的特點(diǎn)是殼體和管板直接焊接，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。在同樣的殼體直徑內(nèi)，排管較多。管式換熱器具有易于制造、成本較低、處理能力達(dá)、換熱表面清洗比較方便、可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊、適應(yīng)性強(qiáng)、可用于調(diào)溫調(diào)壓場合等優(yōu)點(diǎn)，由于兩管板之間有管子相互持撐，管板得到加強(qiáng)，故在各種列管換熱器中他的管板最薄，其造價(jià)比較低，因此得到了廣泛應(yīng)用。熱流體冷流體傳熱系數(shù)K/(Wm178。K1)水水800～1200輕油水340～910重油水60～280氣體水17～280水蒸汽冷凝水1420～4250水蒸汽冷凝氣體30～300低沸點(diǎn)烴類蒸汽冷凝水455～1140高沸點(diǎn)烴類蒸汽冷凝水60～170水蒸汽冷凝水沸騰2000～4250水蒸汽冷凝輕油沸騰455～1020水蒸汽冷凝重油沸騰140～425因此取K其中平衡值1000計(jì)算。管殼式換熱器又稱列管式換熱器，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，造價(jià)低廉，用材廣泛，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。管殼式換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為以下幾種：（1） 固定管板式換熱器固定管板式換熱器兩端的管板與殼體連在一起，這類換熱器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，但管外清洗困難，宜處理兩流體溫差小于50℃且殼方流體較清潔及不易結(jié)垢的物料。帶有膨脹節(jié)的固定管板式換熱器，其膨脹節(jié)的彈性變形可減小溫差應(yīng)力，這種補(bǔ)償方法適用于兩流體溫差小于70℃且殼方流體壓強(qiáng)不高于600Kpa的情況。（2） 浮頭式換熱器浮頭式換熱器的管板有一個(gè)不與外殼連接，該端被稱為浮頭，管束連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無關(guān)。浮頭式換熱器的管束可以拉出，便于清洗和檢修，適用于兩流體溫差較大的各種物料的換熱，應(yīng)用極為普遍，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。（3） 填料涵式換熱器填料涵式換熱器管束一端可以自由膨脹，與浮頭式換熱器相比，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但殼程流體有外漏的可能性，因此殼程不能處理易燃，易爆的流體。蛇管式換熱器是管式換熱器中結(jié)構(gòu)最簡單，操作最方便的一種換熱設(shè)備，通常按照換熱方式不同，將蛇管式換熱器分為沉浸式和噴淋式兩類。套管式換熱器是由兩種不同直徑的直管套在一起組成同心套管，其內(nèi)
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