化工原理课程设计-煤油冷却器的设计.doc

PAGE PAGE 1 化工原理课程设计 煤油冷却器的设计 目录 一·化工原理课程设计任务书………………………………………………………………3 二·概述…………………………………………………………………4 换热器的发展和分类………………………………………………………………4 列管式换热器的分类………………………………………………………………5 设计背景以及设计要求………………………………………………………………8 三·换热器的设计论述以及计算…………………………………………………11 四·确定设计方案………………………………………………20 4.1选择换热器的类型………………………………………20 4.2 流程安排…………………………20 4.3确定物性数据……………………………………20 试算并初步选择换热器的型号…………………………………………………21 4.5 壳体内径………………………………………………22 4.6折流板…………………………………………23 4.7 接管…………………………………………………13 五·换热器的核算………………………………………………13 六．机械设计…………………………………………………26 七．设计结果……………………………………………46 八．参考文献……………………………………47 九．后记…………………………………………………………………48 一·化工原理课程设计任务书 （一） 设计题目：煤油冷却器的设计(3组：21- ) （二） 设计任务及操作条件 处理能力：18万吨/年煤油 设备形式：列管式换热器 操作条件 煤油：入口温度100℃，出口温度35℃ 冷却介质：自来水，入口温度25℃，出口温度40℃ 允许压强降：不大于100kPa 煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.22kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) 每年按330天计，每天24小时连续运行 （三） 选择适宜的列管式换热器并进行核算 3.1 传热计算 3.2 管、壳程流体阻力计算 3.3管板厚度计算 3.4 U形膨胀节计算（浮头式换热器除外） 3.5 管束振动 3.6 管壳式换热器零部件结构 绘制换热器装配图（A2图纸） 二．概述 2·1换热器的发展和分类 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。它是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，有称为热交换器。换热器既可以是一种单独的设备，如加热器、冷却器和蒸汽器等；也可以使某个工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。 由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，逐步形成了一种管壳式换热器，他不进单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。 二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜以及其他合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。 60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。 一般换热器都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多数用于制造中、抵押换热器；不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可做耐高、低温的材料；铜、铝以及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，有些一开始用于制作非金属材料的耐腐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。 换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展时换热器（板翅式、管翅式等）。 2.2、列管式换热器的分类 换热器种类繁多，形式各异，如列管式、釜式、板式、板翅式、螺旋板式、空冷器、套管式、蛇管式等。由于列管式换热