【正文】 專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論 ............................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................... 19 附錄 ................................................................................................................................................... 20 結(jié)束語 ............................................................................................................................................... 23 致謝 ................................................................................................................................................... 24 油氣儲運專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 1 第一章 緒論 換熱器的技術(shù)概論 換熱器（英語翻譯： heat exchanger），是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。因管束與殼體的溫度不同會引起熱膨脹程度的差異，若兩流體的溫度相差較大時，就可能由于熱應(yīng)力而引起管子彎曲或使管子從管板上拉脫，因此必須考慮這種熱膨脹的影響。當(dāng)冷、熱流體間溫差超過 50℃ 時，應(yīng)加補償圈以減少熱應(yīng)力。該換熱器的每根管子都彎成 U 形，管子的兩端固定在同一塊管板上。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。在地?zé)帷⑻柲?、核能、余熱回收、風(fēng)能的利用上，各國政府、民間研究機構(gòu)和企業(yè)都加大了投入資金力度。物性模擬將代表換熱器的經(jīng)濟技術(shù)水平。保溫絕熱技術(shù)的發(fā)展，熱量損失將減少到目前的50%以下。隨著節(jié)能、增效要求的提高，污垢研究將會受到國家的重視和投入。螺紋鎖緊環(huán)換熱器， ? 密封環(huán)換熱器、金屬墊圈使換熱器、密封蓋板式換熱器技術(shù)發(fā)展越來越快，不僅在承溫、承壓上滿足裝置運行要求，而 且在傳熱與動力消耗上發(fā)展較快，同時也適用于乙烯裂解、化肥中合成氨、聚合和天然氣等場合，可滿足承壓高達(dá) 35MPa，承溫達(dá) 700℃ 的使用要求。隨著鋁及鋁合金釬焊技術(shù)的日趨發(fā)展，應(yīng)用場合及范圍將越來越廣泛。 在化肥、天然氣液化、乙烯、煤氣化裝置中，螺旋繞管式換熱器開發(fā)于 70 年代，應(yīng)用于制氧等低溫過程中。新世紀(jì)開始后，代表國際領(lǐng)先技術(shù)水平的板式空冷器研制成功，它結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、重量輕、換熱面積大、壓降低、投資低，將在工業(yè)裝置中起到巨大的作用。 ② 按傳熱面的特征分類 根據(jù)管殼式換熱器內(nèi)傳熱管表面的形態(tài)，可以分為螺紋管換熱器、波紋管換熱器、異型管換熱器、表面多孔管換熱器、螺旋扁管換熱器、螺旋槽管換熱器、環(huán)槽管換熱器、縱槽管換熱器、翅管換熱器、螺旋繞管式換熱器、翅片管換熱器、內(nèi)插物換熱器、鋸齒換熱器等。 選用標(biāo)準(zhǔn)可總結(jié)如下： ① 所選換熱器必須滿足工藝過程要求。 ⑤ 選用換熱器時要根據(jù)場地的限制考慮換熱器的直徑、長度、重量和換熱器結(jié)構(gòu)等。s） 導(dǎo)熱系數(shù) λi （ W 121mtTln tTt?????? （ 32） ? ? ? ?? ?? ?0712 411 017 0ln0712 411 017 0?? 平均傳熱溫差校正 計算逆流平均溫差 70110 124170tt 12 21 ???? TTR 701 7 0 701 1 0tT tt 11 12 ???P 由 R 和 P 查圖得：溫差校正系數(shù) ??? 因 t?? 故可行 39。 換熱器流體流動阻力計算 管程流體的阻力計算 ? ? pst21i NNFppp ?????? （ 319） 當(dāng) Re=15122 時，查的摩擦系數(shù) ?? 4N1N1 . 4F pst ??? ；； 2p 21 ihudL ?? ??? （ 320） 2u3 2ih2 ????P （ 321） 23pp 221 ihudL ?? ?????? ????? 20812 2????????? ??? aM 1 6 5 0 8 1p i ???????? 殼程流體的阻力計算 ? ? ssNF39。s） 熱導(dǎo)率 /〔 w/（ m℃ ) λ 導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m2 本設(shè)計因為柴油是易結(jié)垢液體，又因流速，溫度等因素，所 以 柴油 走管程，原油走殼程，換熱器選擇浮頭式換熱器。 油氣儲運專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 參考文獻(xiàn) [1] 董其伍等，《換熱器》，中國石化集團(tuán)上海工程有限公司組織編寫，化學(xué)工業(yè)出版社出版； [2] 編輯委員會，秦叔經(jīng)等，《化工設(shè)備設(shè)計全書 —— 換熱器》，化學(xué)工業(yè)出版社； [3] 王衛(wèi)東，《化工原理 課程設(shè)計》 化學(xué)工業(yè)出版社； [4] 湯善甫、朱思明，《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》第二版，華東理工大學(xué)出版社； [5] 楊世銘、陶文銓，《傳熱學(xué)》第四版，高等教育出版社； [6] 陳敏恒等編《化工原理》下冊，化學(xué)工業(yè)出版社出版； 油氣儲運專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 附錄 表 1 列管式換熱器中國常用的流速范圍 流體的種類 流速（ m/s） 管程 殼程 一般液體 ~ ~ 易結(jié)垢液體 1 氣體 5~30 3~15 表 2 列管式換熱器中不通黏度液體的最大流速 液體黏度 /（ mPa?s） 1500 1500~500 500~100 100~35 35~1 1 最大流速 /(m/s) . 表 3 換熱器規(guī)格明細(xì)表 制表＿郭紫薇＿ 內(nèi)表面積＿＿＿＿ 日期＿ 換熱器規(guī)格明細(xì)表 外表面積 ＿＿＿＿ 設(shè)備＿換熱器＿ 殼體中最小有效面積＿＿ 每臺設(shè)備的數(shù)據(jù) 項目 殼側(cè) 管側(cè) 油氣儲運專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 流體 流量 進(jìn)口溫度 出口溫度 操作壓力 密度 比熱容 黏度 程數(shù) 壓力降 污垢內(nèi)阻 原油 (kJ/h) 70℃ 124℃ 815(kg/m3 ) (kJ/(kg.℃ ) 103 （ Pa可是等我真正的做出來的時候，終于知道堅持不懈的重要作用。還有就是對于 CAD 的知識了，曾經(jīng)上過有關(guān)于 CAD 的課程，學(xué)習(xí)了很多，沒有想到在做課程設(shè)計的時候用到了， 覺得我應(yīng)該學(xué)習(xí)更多的有關(guān)于計算機軟件的知識，例如： visio 等。 10 答辯 20％ 對設(shè)計方 案的理解 答辯過程中，思路清晰、論點正確、對設(shè)計方案理解深入，主要問題回答正確 20 指導(dǎo)教師綜合評定成績： 實評總分 ；成績等級 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 注：按優(yōu)（ 90100 分）、良（ 8089 分）、中（ 7079 分）、及格（ 6069 分）、不及格（ 60 分以下）五級評定成績。 10 說明書質(zhì)量 30% 說明書格式 符合課程設(shè)計說明書的基本要求，用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位及各種資料引用規(guī)范等。整個課程設(shè)計最復(fù)雜的部分，可能就核算的這個部分。C/W) 傳熱量：＿＿＿ 6103? (kJ/h)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 對數(shù)平均溫差：＿ ℃ ＿＿＿＿＿ 結(jié) 構(gòu) 最大操作壓力： 最高操作溫度： 170℃ 設(shè)備類型 ＿＿浮頭式換熱器＿＿ 管中心距 ＿＿ 32mm＿＿＿＿ 連接方式 ＿＿＿焊接＿ 管子材料 ＿ S051202＿＿ 管數(shù) ＿＿＿ 188 根＿＿＿ 管長 ＿＿ 6 米＿＿ BWG ＿＿＿＿ 殼體材料 ＿＿＿＿＿＿ 直徑（約數(shù)）＿ 600mm＿＿＿＿＿ 折流板材料 ＿＿＿＿＿＿ 管箱材料 ＿ 管板材料 ＿＿ S05123＿＿＿ *備注： 油氣儲運專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 圖 1 對數(shù)平均溫差校正系數(shù) 圖 2 莫狄圖 油氣儲運專業(yè)課程設(shè)計Ⅰ 結(jié)束語 該設(shè)計基本已經(jīng)完成了，在做設(shè)計的過程中，查閱了很多的資料，圖書管里借來的有關(guān)于換熱 器的書籍，也上網(wǎng)查找了很多，還有很多關(guān)于石油工藝流程圖，還有一些浮頭式換熱器的裝配圖。 換熱器的設(shè)計計算實際上是一個反復(fù)試算的過程，目的是最終選定的換熱器及能滿足工藝傳熱要求，又能使操作時流體的壓強降在允許范圍之內(nèi)。 換熱器的類型雖然很多，但計算傳熱面積所依據(jù)的傳熱基本原理，不同之處僅是在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，需根據(jù)各自的設(shè)備特點采用不同的計算方法而已。K）〕 207 裕度 /% 主要符號說明 表 32 主要符號說明表格