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吉林工程技术师范学院
化工原理课程设计说明书
设计题目：列管式换热器的设计
学 院： 食品工程学院 学生姓名： 专业班级： 生物工程1241 学 号： 08 指导教师：
2014年 6 月 6 日
列管式换热器设计任务书
化工原理课程设计任务书—列管式换热器
一、设计目的
培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成某项单元操作设备设计任务的实践能力
二、设计目标
设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的
三、设计题目
列管式换热器设计
四、设计任务及操作条件
1. 设计任务
处理能力20000 吨/年
设备型式：列管式
2. 操作条件
（1）煤 油：入口温度140℃; 出口温度40℃ （2）冷却介质：循环水入口温度 25 ℃; 出口温度 65 ℃ （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）煤油定性温度下的物性数据
密度?o?825kg/m3定压比热容cpo?2.22kJ/?kg?oC?导热系数?o?0.14W/?m?oC?（5）年工作日300天，每天24小时连续运行。
粘度?o?7.15?10?4Pa?s
五、设计内容
1. 设计方案的选择 2. 设计计算
（1） 计算总传热系数 （2） 计算传热面积 3. 主要设备工艺尺寸设计
（1）管径尺寸和管内流速的确定
（2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 4. 换热器核算 5. 设计结果汇总 6. 绘制换热器简图
化工原理课程设计任务书—列管式换热器
目 录吉林工程技术师范学院 1
化工原理课程设计说明书 ........................................................................ 1 第一章 概 述......................................................................................... 1 1.1换热器的简单介绍 ........................................................................ 1 1.2本设计的目的和意义 .................................................................... 1 第二章 设计计算..................................................................................... 3 2.1确定设计方案 ............................................................................... 3 2.1.1换热器类型的选择 ..................................................................... 3 2.1.3流程安排...................................................................................... 3 2.1.4流速的选取 ................................................................................. 3 2.1.5管径的选择 ................................................................................. 4 2.1.6传热管排列方式 ......................................................................... 4 2.2确定物性数据 ................................................................................ 4 2.3计算总传热系数 ............................................................................ 5 2.4计算传热面积 ................................................................................ 6 2.5工艺结构尺寸 ................................................................................ 6 2.6换热器核算..................................................................................... 8 2.6.1 热量核算 .................................................................................. 8 2.6.2换热器内流体的流动阻力 ..................................................... 10 第三章 设计结果汇总 .......................................................................... 12 3.1换热器主要结构尺寸和计算结果 .............................................. 12 3.2设计图纸..................................................................................... 13 参考文献 ................................................................................................... 14 评语及成绩 ............................................................................................... 15
化工原理课程设计任务书—列管式换热器
第一章 概 述
1.1换热器的简单介绍
换热器是一种实现物料之间热量传递的设备，广泛应用于化工、冶金、
电力、食品等行业。在化工装置中换热设备占设备总量的40%左右，占总投资的35%~40%。目前，在换热设备中，使用量最大的是列管式换热器，尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。一般来讲，列管式换热器具有易于加工制造、成本低可靠性高，且能适应高温高压的特点。随着新型高效传热管的不断出现，使得列管式换热器的应用范围得以不断扩大，更增添了列管式换热器的生命力。
列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。
其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。
列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。
1.2本设计的目的和意义
通过本次课程设计，培养学生多方位、综合地分析考察工程问题并独立解决工程实际问题的能力。主要体现在以下几个方面：
（1）资料、文献、数据的查阅、收集、整理和分析能力。要科学、合理、有创新地完成一项工程设计，往往需要各种数据和相关资料。因此，资料、文献和数据的查找、收集是工程设计必不可少的基础工作。
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化工原理课程设计任务书—列管式换热器
（2）工程的设计计算能力和综合评价的能力。为了使设计合理要进行大量的工艺计算和设备设计计算。本设计包括热工计算和冷却器设备的结构计算。 （3）工程设计表达能力。工程设计完成后，往往要交付他人实施或与他人交流，因此，在工程设计和完成过程中，都必须将设计理念、理想、设计过程和结果用文字、图纸和表格的形式表达出来。只有完整、流畅、正确地表达出来的工程设计的内容，才可能被他人理解、接受，顺利付诸实施。
通过本设计不仅可以进一步巩固学生所学的相关啊知识，提高学生学以致用的综合能力，尤其对传热学、流体力学等课程更加熟悉，同时还可以培养学生尊重科学、注重实践和学习严禁、作风踏实的品格。
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