换热器设计计算报告书.doc

设计计算书

1、 流体流经拟定

由于原油粘度比较大，依照化工原理P280第⑦点，选取原油走壳程，柴油走管程。

2、 依照传热任务计算热负荷Q

3、 液体两端温度拟定

由热平衡可知

因此

管程中柴油定性温度为

壳程中原油定性温度为

柴油
原油
质量流量/（kg/h）
34270
44405
进出口温度/°C
进口
出口
进口
出口
175
129
70
110
定性温度/°C
152
90
密度/(kg/m3)
715
815
定压比热容/[kJ/(kg·°C)]
2.48
2.20
黏度/mPa·s
0.64
3.0
热导率/[W/(m·°C)]
0.133
0.128

两流体平均温差，暂按单壳程，多管程进行计算，逆流时平均温差为

而

按单壳程构造，查化工原理图4-19得 ，因此平均传热温差为

4、 管壳式换热器类型拟定
（1）计算估算传热面积
假设总传热系数则估算传热面积为

（2）依照初选原则换热器
选用较高档冷拔传热管（碳钢）。由于,且依照估算传热面积和管径，由换热器原则系列中选定浮头式F700Ⅳ-2.5-118.1型换热器，关于参数如下
壳径D/mm
700
管子尺寸/mm
Ф25×25
公称压强/MPa
2.5
管长/m
6
公称面积/m2
118.1
管子总数
256
管程数
4
管子排列方式
正方形斜转45º
实际传热面积为

若选取该型号换热器，则规定过程总传热系数为

5、 核算压强降
（1）管程压强降

其中
管程流通面积为

则

故管程压强降能满足题设规定。
（2）壳程压强降

管子为正方形斜转45°排列，F=0.4。

采用圆缺型挡板，取圆缺型挡板切去弓形高度为壳体内径25%，则切去弓形高
度为约取，取折流挡板间距h=0.6m。

壳程流通面积为

因此

因此

故壳程压强降能满足题设规定。

6、 核算总传热系数及传热面积

（1）管程对流传热系数

因此

（2）壳程对流传热系数

取换换热器列管之中心距。则流体通过管间最大截面积为

壳程中原油被加热，取。因此

（3） 污垢热阻
管内、外侧污垢热阻分别取为

（4） 核算总传热系数

因此

由前面计算可知，选用该型号换热器时规定过程总传热系数为，在规定流动条件下，计算出为，安全系数为

故所选换热器是适当。
（5） 核算传热面积
所需传热面积为

换热器面积裕度为

即比大18%，故设计成功。

7、 其他附件

拉杆数量与直径按计算机辅助化工制图与设计表5-8选用，本换热器传热管外径为25mm，壳体公称直径为700mm，故其拉杆直径为mm，拉杆数为4个。壳程入口处，应设立防冲挡板。

8、接管
（1）壳程流体进出口接管：取接管内原油流速，则接管内径为：

圆整后可取管内径为170mm。
（2）管程流体进出口接管：取接管内柴油流速,则接管内径为：

圆整后可取管内径为100mm。

9、 换热器重要构造尺寸和计算成果

参数
管程
壳程
质量流量/（kg/h）
34270
44405
进（出）口温度/°C
175（129）
70（110）

物性
定性温度/°C
152
90
密度/(kg/m3)
715
815
定压比热容/[kJ/(kg·°C)]
2.48
2.20
黏度/mPa·s
0.64
3.0
热导率/[W/(m·°C)]
0.133
0.128
普朗特数
11.9
51.6

设备构造参数
型式
浮头式
壳程数
1
壳体内径/mm
700
台数
1
管径/mm
Ф25×25
管心距/mm
32
管长/mm
6000
管子排列
正方形斜转45º
管子总数/根
256
折流板数/个
9
实际传热面积/m2
118.6
折流板间距/mm
600
管程数
4
材质
碳钢
重要计算成果
管程
壳程
流速/(m/s)
0.66
0.16
对流传热系数/[W/(m2·°C)]
891
325
污垢热阻/(m2·°C/W)
1.72×10-4
1.72×10-4
阻力/MPa
12034.4
731
热流量/W
10845455.6
传热温差/°C
53.3
总传热系数[W/(m·°C)]
203
面积裕度/%
1.18

10、 参照文献

[1]夏清、陈常贵主编，化工原理（上册），天津：天津大学出版社，.1，229、232、248、253-254、274、279-290、356、366-367
[2]申迎华、赫晓刚主编，化工原理课程设计，北京:化学工业出版社，.5,84-102
[3]方利国主编，计算机辅助化工制图与设计，北京:化学工业出版社，.4,137-173
[4]孙培先主编，画法几何与工程制图，北京：机械工业出版社，.8,90-91

11、 设计自评
传热学课程设计是培养个人综合运用本门课程及关于选修课程基本知识去解决某一设计任务一次训练，也起着培养学生独立工作能力重要作用。
课程设计对自己来说并不陌生，由于早前就做过其他课程方面设计，但通过这次换热器设计，从中理解到换热器工作原理及在生产过程中应当注意问题，掌握了换热器操作过程及运用。
初次接触传热学课程设计，听学时候一头雾水，主线不懂得该做什么，该怎么做，无从下手，只是觉得好难。有一段时间都在观望。因此自己设计时候只能是依照参照书上提供模板，用新数据代替旧数据，，花了前三天时间，计算了十各种遍，终于把计算某些完毕了。在计算过程，我裕度15％，在合理范畴内，但是，一看压力降，彻底崩溃了，三万多帕，天啊，完全不合理。再细看模板和自己设计时候，发现了诸多问题，我设计主线是行不同，果真用这设计话，也是谋财害命。
第四天，接下来就是画图了，由于学过机械制图，觉得画图比较简朴，5个小时左右可以完毕，谁懂得，画图更难，这重要是由于在设计时候，没有兼顾考虑到画图，因而设计出来管数很难安排，冥思苦想了好久，换了好多方案，查了好多资料，最后才决定出最后画图方案。
通过这次课程设计让我自己对化工原理理论及传热学理论有了更加进一步理解，同步在设计过程我发现课本上理论知识与实际运用存在着不小差距，课本上东西诸多都是抱负化后结论，忽视了诸多实际因素，或者涉及不全面，可在实际运用过程中这些因素是不可以被忽视，咱们不得不考虑这方面问题。尚有，自己在设计过程中发现诸多数据都不也许能唯一拟定，要依照经验值取用，这样解决办法较接近生活解决活例子，这使我学到更多切合实际知识并懂得运用，相信对自己后来生活、工作上必定有很大协助。
其实，在换热器设计过程中，虽然遇到了诸多问题，也犯了不少错误，但是我感觉我理论运用于实际能力得到了提高，重要有如下几点：
（1）掌握了查阅资料，选用公式和收集数据(涉及从已刊登文献中和从生产现场中收集)能力；
（2）培养了迅速精确进行工程计算能力；
（3）学会了用简洁文字，清晰图表来表达自己设计思想能力。
（4）进一步熟悉word文档运用、计算机绘图CAD软件使用。
完毕了换热器设计，这离不开教师细心指引，每当对数据感到疑惑或不解时，教师都能及时帮我解答，排除疑惑。谢谢教师您！同步，我最后可以坚持不懈完毕任务，自己也感到很欣慰，但愿自己再接再厉、发挥自己特长及优势。