化工原理課程設計任務書-用水冷卻煤油產(chǎn)品的列管式換熱器的設計(編輯修改稿)
2025-06-12 18:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 不同的標準管連接稱為同心圓的套管，外面的叫殼程 內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質可在殼程和管程內(nèi)逆向流動 (或同向 )以達到換熱的效果。 第 1 頁 3 ?列管式換熱器 列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質 ，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進行換熱時，一種流體由封頭的連結管處進入，在管流動，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程； 另 種流體由殼體的接管進入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程 。列管式換熱器種類很多，目前廣泛使用的按其溫差補償結構來分，主要有以下幾種： ：這類換熱器的結構比較簡單、緊湊、造價便宜，但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此，當管壁與殼壁溫差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應力，以 至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。 ： 換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當兩種換熱器介質的溫差大時，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應力。其缺點為結構復雜，造價高。 c. U 型管式換熱器： U 形管式換熱器，每根管子都彎成 U 形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮， 從而解決熱補償問題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點是結構簡單，質量輕，適用于高溫高壓條件。 （二）課程設計任務書 : 用水冷卻煤油產(chǎn)品的列管式換熱器的設計 : ?處理能力 105噸 /年煤油 ?設備型式 列管式換熱器 ?操作條件 ：入口溫度 120℃，出口溫度 50℃ ：自來水，入口溫度 15℃，出口溫度 45℃ ：不大于 105Pa ④每年按 330 天計，每天 24小時連續(xù)運行 第 1 頁 4 （三） .設計方案簡介： 從增加兩物流的傳熱膜系數(shù)看，應使煤油走管程，冷卻水走殼程。但由于冷卻水較易結垢，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；又被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱。所以從總體考慮，應使冷卻水走管程，煤油走殼程。選用 25 的碳鋼管 定性溫度： 可取流體進口溫度的平均值作為定性溫度 殼程煤油的定性溫度： 2 501202 21 ???? TTT =85℃ 管程冷卻水的定性溫度： 302 45152 21 ????? ttt ℃ （ 查《工程常用物質的熱物理性質手冊》） 密度)/( 3mkg? 比熱容 ?kgkJCp /( ℃） 熱導率λ W（ｍ?℃） 黏度 u （ Pａ? S) 水（ 35℃） ? 煤油（ 85℃） 812 ? （四） 計算總傳熱系數(shù) 熱流量及溫度計算 ?熱流量Q= )( 2111 TTcq pm ? = )( 1222 ttcq pm ?= 3 6 0 0 )501 2 0( 5 0 0 0 3 ???? = ?冷卻水的流量： hkgttc Qq pm /)1545(4174 )( 1212 ?????? ?計算兩液體平均溫度 第 1 頁 5 7545120211 ?????? tTt℃ 351550122 ?????? tTt℃ 2121t ?????????ttIntt 逆 ℃ 1545 5012021 21 ??????? tt TTR 15120 154511 12 ??????? tT ttP 該換熱器是單殼程，雙管程，由圖可知校正系數(shù) ??t? Ctt mtm 。逆 . ?? ?? ?? K估 初選換熱器規(guī)格，根據(jù)的流體情況，假設 ?? 2/(w345 mK 估 ℃ ) mtkQS ??估 =
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