化工原理課程設(shè)計(jì)--列管式換熱器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-12 10:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。12附圖 一、方案簡介本設(shè)計(jì)任務(wù)是利用冷流體（水）給硝基苯降溫。利用熱傳遞過程中對流傳熱原則，制成換熱器，以供生產(chǎn)需要。下圖（圖1）是工業(yè)生產(chǎn)中用到的列管式換熱器.選擇換熱器時(shí),要遵循經(jīng)濟(jì),傳熱效果優(yōu),方便清洗,復(fù)合實(shí)際需要等原則。換熱器分為幾大類：夾套式換熱器，沉浸式蛇管換熱器，噴淋式換熱器，套管式換熱器，螺旋板式換熱器，板翅式換熱器，熱管式換熱器，列管式換熱器等。不同的換熱器適用于不同的場合。而列管式換熱器在生產(chǎn)中被廣泛利用。它的結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、制造較容易、處理能力大、適應(yīng)性大、操作彈性較大。尤其在高壓、高溫和大型裝置中使用更為普遍。所以首選列管式換熱器作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。二、方案設(shè)計(jì)某廠在生產(chǎn)過程中，需將硝基苯液體從93℃冷卻到50℃。處理能力為1105噸/年。冷卻介質(zhì)采用自來水，入口溫度27℃，出口溫度37℃。要求換熱器的管程和殼程的壓降不大于10kPa。試設(shè)計(jì)能完成上述任務(wù)的列管式換熱器。（每年按300天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行）出口水溫是可以自行改動的。冷卻水溫差最好在5～10℃一年的工作日一般300～340天。可以自行選定。1．確定設(shè)計(jì)方案 （1）選擇換熱器的類型兩流體溫度變化情況：熱流體進(jìn)口溫度93℃，出口溫度50℃冷流體。冷流體進(jìn)口溫度27℃，出口溫度37℃。流程安排說理要充分。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很大，因此初步確定選用固定管板式換熱器。（2）流動空間及流速的確定 管內(nèi)流體流態(tài)最好完全湍流。Re10000，d=，μ=，ρ=1000，故ui≥由于硝基苯的粘度比水的大，因此冷卻水走管程，硝基苯走殼程。另外，這樣的選擇可以使硝基苯通過殼體壁面向空氣中散熱，提高冷卻效果。同時(shí)，在此選擇逆流。選用ф25，管內(nèi)流速取ui=。 確定物性數(shù)據(jù) 定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。 殼程硝基苯的定性溫度為：管程流體的定性溫度為： 根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。 ℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度 ρo=1154 kg/m3定壓比熱容 cpo=(kg℃)導(dǎo)熱系數(shù) λo=105＝ W/(m℃)粘度 μo= Pas冷卻水的定性溫度，會隨前面的出口溫度變化而變化冷卻水在32℃下的物性數(shù)據(jù)： 密度 ρi=定壓比熱容 cpi= kJ/(kg℃)導(dǎo)熱系數(shù) λi= W/(m℃)粘度 μi= Pas 3．計(jì)算總傳熱系數(shù) （1）熱流量 Wo=11051000247。300247。24≈13889kg/hQo=WocpoΔto=13889(9350)= kJ/h= kW注意的計(jì)算。特別是各個(gè)溫度在公式中的位置。最好繪制計(jì)算草圖。（2）平均傳熱溫差 （3）冷卻水用量 （4）總傳熱系數(shù)K 管程傳熱系數(shù) 此處可以直接假設(shè)K值是多少，無需做復(fù)雜的運(yùn)算。（5）殼程傳熱系數(shù) 假設(shè)殼程的
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