传热学课程计.doc

处理量为吨/年正戊烷冷却器 的工艺设计 课 程 设 计 报 告 ? 　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 2014年 1 月 15 日 目 录 一、概述 4 二、正戊烷冷凝器的工艺设计任务书 6 1.设计名称 6 2.设计条件 6 三、正戊烷冷凝器的工艺设计指导书 7 1.设计目的 7 2.设计的指导思想 7 3.设计要求 7 4.设计课题工程背景 7 四、正戊烷冷凝器的工艺设计报告 8 1.设计题目 8 2.设计目的 8 3.课题条件 8 4.设计描述 8 5.热力学计算 9 5.1物性数据的确定 9 5.2估算传热面积 10 5.3工艺尺寸计算 10 5.4面积核算 12 5.5压降校核 13 5.6设计计算结果汇总表 15 5.7 列管换热器工艺图 15 5.8设计结果评价,心得 16 五、参考文献 …………………………………………………………………… 17 一、概述 换热器是化工厂中重要的化工设备之一，换热器的类型很多，特点不一，可根据生产工艺要求进行选择。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。 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、过热器等。 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表面式换热器 在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。 传热器的结构分类 类　 型 特　 点 间 壁 式 管 壳 式 列管式 固定管板式 刚性结构 用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃），管间不能清洗 带膨胀节 有一定的温度补偿能力，壳程只能承受低压力 浮头式 管内外均能承受高压，可用于高温高压场合 U型管式 管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难 填料函式 外填料函 管间容易泄漏，不宜处理易挥发、易爆炸及压力较高的介质 内填料函 密封性能差，只能用于压差较小的场合 釜式 壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮 双套管式 结构比较复杂，主要用于高温高压场合和固定床反应器中 套管式 能逆流操作，用于传热面较小的冷却器、冷凝器或预热器 螺旋管式 沉浸式 用于管内流体的冷却、冷凝或管外流体的加热 喷淋式 只用于管内流体的冷却或冷凝 板面式 板式 拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热 螺旋板式 可进行严格的逆流操作，有自洁的作用，可用作回收低温热能 平板式 结构紧凑，拆洗方便，通道较小、易堵，要求流体干净 地下水的定性温度： 入口温度为 故处理量为： 入口温度为，出口温度为 式中 地下水的定性温度为： 两流体的温差，故选固定管板式换热器 两流体在定性温度下的物性数据如下 物性 流体 温度 ℃ 密度 kg/m3 粘度 mPa·s 比热容 kJ/(kg·℃) 导热系数 W/(m·℃) 正戊烷 51.7 596 0.18 2.34 0.157 地下水 23.8 994 0.725 4.08 0.626 5.2估算传热面积 （1）计算热负荷 qm,h=7000/3600kg/s=1.94kg/s （2）冷却水用量 qm,c==674.15/(4.08（28.69-20）)=19.01kg/s （3）计算有效平均温度差 正戊烷 51.751.7 冷却水 28.69 20 23.01 31 由于=23.01/31=0.74 = （4）选取经验传热系数K值 根据管程走井