轻油冷却器的设计课程设计论文.doc

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1、课程设计任务书1、设计题目:轻油冷却器的设计2、设计基本条件:(1)处理能力 40000吨/年(2)设备型式 列管式换热器(3)操作条件a 轻油:入口温度140,出口温度40;b 冷却介质:自来水,入口温度25,出口温度35;c 允许压降:管程不大于0.1MPa,壳程不大于0.05MPa;d 每年按300天计,每天24小时连续运行;(4)物性参数 密 度: 0760kg/m3 定压比热容: Cp02.20kJ/kg 热导率: 00.138W/m 粘 度: 00.536mPas 3、设计任务:(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述;(2)完成换热器工艺设计计算;(3)换热器

2、设备计算;(4)撰写设计说明书(word文档上机打印);(5)绘制换热器装配图(A3图纸,可用计算机绘制)。摘要本设计为油气储运工程系的化工原理课程设计,其目的为锻炼设计者的独立设计工作能力;包括资料查阅、收集、筛选,数据及参数的计算,结果校核、选定,独立选择工艺技术,办公软件应用及排版,制图软件应用等。旨在培养设计者综合能力,为毕业设计以及以后的研究工作做好铺垫,使设计者对设计类工作有一定感性认识。此说明书阐述的是处理量为4104 吨/年轻油冷却器的设计方案,方案采用固定管板式换热器,以循环水为冷却剂,进行轻油冷却。本设计完成了换热器的工艺计算,包括轻油和水的基础物性数据,换热器面积估算,换

3、热器工艺结构尺寸的计算,并分别进行核算,绘制了带控制点的工艺流程图,换热器装配图。本设计除人工计算外还利用到一些电脑软件进行绘图,排版等。关键字:轻油;水;换热器;固定管板式;课程设计。Abstract This design for oil &gas storage and transportation engineering principles of chemical engineering course design, the purpose of the exercise independent design work ability designer, Consult, inclu

4、ding data collection, screening, data and parameter calculation, the results checking, selection, independent selection process technology, the office software application and typesetting, drafting software applications. Aimed at training designers comprehensive ability, for the graduation design an

5、d future research work on the blackboard, enables designers design kind of job have certain perceptual knowledge.This manual is elaborated 40000 tons/year kerosene cooler, the design of scheme adopts with expansion joint fixed tube heat exchanger, to circulating water for cooling agent, kerosene coo

6、ling.This design completed heat exchanger technical calculation, including kerosene and water based physical property data, heat exchanger area estimation, heat exchanger process structure size of calculation, and separately accounting, painted with control process flow diagram, heat exchanger assem

7、bly drawing.This design except the artificial calculation are utilized to some computer software graphics, layout, etc.Keywords:kerosene, water, heat exchanger, fixed tube plate, curriculum design。 目录课程设计任务书I摘要IIABSTRACTIII第1章 绪论11.1换热器技术概况1 1.1.1固定管板式换热器:1 1.1.2浮头式换热器:1 1.1.3填料函式换热器:2 1.1.4 U型管式换热器

8、:21.2换热器设备的发展21.3 换热器在工业生产中的应用3第2章 设计方案52.1 换热器类型的选择52.2 流程的安排62.2.1冷、热流体流动通道的选择62.2.2流动方式的选择72.2.3材质的选择72.2.4流体流速的选择82.2.5换热管的选择8第3章 换热器的工艺计算93.1基础物性数据93.2换热器面积的估算9 3.2.1 热负荷计算93.2.2 平均传热温差及其校正103.2.3传热面积103.2.4 柴油的用量103.3换热器工艺结构尺寸的计算103.3.1管程e、流速及雷诺数的计算103.3.2壳程流通截面积、流速及雷诺数的计算113.3.3传热管排列方式的选择及管心距

9、的计算113.3.4折流板的选择113.4 换热器核算113.4.1传热能力的核算113.4.2 传热面积核算133.4.3换热器流体阻力计算133.5换热器主要结构尺寸算结果汇总153.6主要符号说明16设计过程的评述和有关问题的讨论18主要参考文献19附录20结束语25第1章 绪论1.1换热器技术概况 换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备,尤其是石油、化工生产中应用更为广泛,在化工厂中换热器可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多,性能各异,从早期发展起来的列管式换热器到近年来不断出现的新型、高效换热设备,各具特点。列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器

10、,它结构简单、坚固,制造容易,材料广泛,处理能力强大,适用性强。列管式换热器主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程 列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温差补偿结构来分,主要有以下几种: 1.1.1固定管板式换热器: 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。

11、通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于6070和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿的作用,就应考虑其他结构。 1.1.2浮头式换热器: 换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连

12、接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。1.1.3填料函式换热器: 这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。 1.1.4 U型管式换热器: U形管式换热器,每根管子都弯成U形,两端固定在同一块管板上,每根管子皆可自由伸缩,从而解决热补偿问题。管程至少为两程,管束

13、可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。优点是结构简单,质量轻,适用于高温高压条件。下面简单列举四种常用换热器的特性:表11四种常用换热器特性类型特性固定管板式式浮头式填料函式U形管式优点结构简单造价低廉管束便于清洗和检修制造方便便于清洗、维修结构简单重量轻缺点壳程不易检修和清洗结构复杂造价较高耐压不高管内清洗困难管板利用率低适用场合两流体温差不大壳方压强较低温差大低压场合高温、高压场合1.2换热器设备的发展20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

14、次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其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

15、制出热管式换热器。长期以来,非接触式换热器一直是管壳式(列管式)换热器一国独大的局面。然而近几十年来,这种平衡有所改变。 这种改变是由于各种板式类换热器的逐步开发和应用所带来的。板式类换热器能够被深入研究和开发,固然是有其历史必然的。回顾换热器发展历程,虽然板式换热设备的充分开发只是近些年的事情,但是其理论和技术的出现却要早的多。但是人们最初舍弃了这种换热性能远远占优的换热器形式,而是选择并大量应用了管壳式换热器。 那么,既然是结构强度没有得到根本性的改变,近些年板式类换热器又是怎样被重视起来的呢?这种变化是与世界经济的发展环境,尤其是能源发展环境的变化息息相关的。 世界能源的日益紧张与危机,

16、使得“节能”与“高效”逐渐受到重视,加之“节能减排环保”的概念日益深入人心,各国政府和机构都逐年加大了这方面投入的人力和物力,同时也取得了许多可喜的成果。很显然,板式类换热器这种高效的换热方式,也就顺理成章地受到重视,并进行了再次开发,且在其强度范围所能允许的范围内大量应用遍地开花。其技术发展也达到了前所未有的时刻。制造规格越来越大,结构形式越来越多。并出现了不可拆的焊合一体式板式换热器,尽管不能方便地拆洗,强度却有所增加。 近年来国内各研究机构、高等院校对传热理论及高效换热法的研究一直非常重视,走过了从引进、消化、吸收、发展到自主研发的历程。现已应用在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、

17、食品等行业中。随着换热器的不断改进,在节能、增效等方面改进换热器性能,在提高换热效率,减少传热面积,降低压降,提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。国内各研究机构和高等院校研究成果不断推陈出新,在强化传热元件方面开发出表面多孔管、螺旋槽管、波纹管、纵横管等。流程优化软件技术的发展带来了换热器应用的增多。换热器的大量使用有效地提高了能源的利用率,使企业成本降低。效益提高。 在新材料、新结构、新领域的不断探索过程中,换热器正朝着多样化、专业化的方向发展,其制造手段有了长足进步,应用领域也由在哪里用向如何用好的方向转变。随着工业经济效益与社会中环境保护的要求,制造水平的不断提高,新能源的逐渐开发

18、,研究手段日益发展,各种新思路与新结构的涌现,换热器将朝着更高效、经济、环保的方向发展。1.3 换热器在工业生产中的应用在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,且它们是上述这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。在化工厂,换热器的费用约占总费用的1020,在炼油厂约占总费用的3540。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。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。 换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设

19、备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右,占总投资的30%45%。近年来随着节能技术的发展,应用领域不断扩大,利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器。管壳式换热器按用途分为无相变传热的换热器和有相变传热的冷凝器和重沸器。换热器在工、农业的各领域应用十分广泛,在日常生活中传热设备也随处可见,是不可缺少的工艺设备之一。因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视,在全世界第一次能源危机爆发以来,各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。在研究投入大、人力资源配备足的情况下,一批具有代表性的高效换热器和强

20、化传热元件诞生。随着研究的深入,工业应用取得了令人瞩目的成果,得到了大量的回报,如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T形翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯,社会效益非常显著,大大缓解了能源的紧张状况。如何提高产热效率,减少震动损失,是两项十分重要的课题。大面积的换热器制造难度大,使用要求高,安装困难更大。经过二十年的努力,在传热技术上国内已研制成功的双壳换热器、大型板壳式换热器,具有强化传热的高效换热器,有效的解决了传热效率低的问题;折流杆换热器的应用有效地克服管束的震动,延长了管子的寿命,解决了震动损坏,提高了工艺性能,降低了动力消耗,且宜用于

21、较脏的场合。板翅式换热器的发展,使换热器的效率提高到新的水平,结构更紧凑。这种换热器的采用,满足了飞机发动机中间冷却的需要。由于具有体积小、重量轻、效率高、可处理两种以上介质的优点,这种换热器迅速在石油化工、乙烯装置中得到推广应用,随着铝及铝合金钎焊技术的日趋发展,应用场合及范围将越来越广泛。国内各研究机构、高等院校对传热理论及高效换热器的研究一直非常重视,走过了从引进、消化、吸收、发展到自主开发的历程。从20世纪5060年代的照搬发展到70年代消化和吸收,进入80年代以来国内又出现了自主开发传热技术的新趋势,大量的强化传热元件被推向市场,形成第一次传热开发浪潮。到90年代中期,大量的强化传热

22、技术应用于工业装置中,带来了良好的社会效益和经济效益。近几年国内应用的强化传热技术基本上是80年代中期开发的,由于国内市场较大,使用者多不了解,认为很多技术都是新开发的。在90年代大量应用的基础上,积累了很多经验,预计在2005年以后将会再掀起一次传热技术开发的新高潮。国内80年代传热技术高潮时期的代表杰作有折流杆换热器、新结构高效换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器、板壳式换热器、表面蒸发式空冷器等一批优良的高效换热器。第2章 设计方案2.1 换热器类型的选择固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体,当两流体的温度差较大时,在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈,(或膨胀节)。当壳体和管束

23、热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。其两端和壳体连为一体,管子侧固定于管板上,结构简单。由于管束和壳体间温差太大会产生膨胀,所以外壳上通常会焊接一膨胀节,但不完全消除由于温差而生的热应力。其特点为在相同的壳体直径内,排管较多,比较紧凑;壳侧层清洗困难,加上膨胀节的方法不能照到管子的相对移动。比较适合温差不大或温差大而壳层压力不高的场合。1-折流挡板;2-管束;3-壳体;4-封头;5-接管;6-管板 图2-1固定管板式换热器浮头式换热器的一端管板与壳体固定,而另一端的管板可在壳体内自由浮动,壳体和管束对膨胀是自由的,故当两张介质的温差较大时,管束和壳体之间不产生温

24、差应力。浮头端设计成可拆结构,使管束能容易的插入或抽出壳体。(也可设计成不可拆的)。这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构较复杂,而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。因此在安装时要特别注意其密封。图2-2浮头式换热器填料函式换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。图2-3 填料函式换热器U型管式换热器只有一个管板,管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。图2-4 U型管式换热器本次任务中两流体的温度变化:轻油从140加热

25、到40;冷却介质采用自来水,自来水进口温度25,出口温度为35。该换热器的管壁温度和壳体壁温之差较大,通过上一步骤中对换热器形式及特点的陈述,选用固定管板式换热器。 2.2 流程的安排2.2.1冷、热流体流动通道的选择对于流动通道的选择应基于传热效果好,结构简单,检修与清洗方便的原则:易结垢流体应走易清洁的一侧,除U型管式换热器外一般应使易结垢流体流经管程。在设计上需提高流体的流速以提高其传热膜系数。在这种情况下,应将需提高流速的流体放在管程。这是因为管程流通截面积较小,易于采用多管程结构以提高流速。压力高的利益体应走管程。这是因为管子直径小,承受压力能力强,能够避免采用耐压的壳体和密封措施。

26、温度很高或很低的物料应走管内,以减少热量或冷量的散失。当然如果为了更好散热也可以让被冷却的流体走壳程,以增强冷却效果。粘度大的流体应走壳程。因为壳程内的流体在折流板的作用下,流通截面和方向都不断变化,在较低的雷诺数下就可以达到湍流的状态。若两流体温差较大,传热膜系数较大的流体宜走壳程。因为壁温接近传热膜系数较大的流体温度可以减小管壁与壳壁的温度差。另外需要指出的是,上述的各点常常不能同时满足,而且有时还会互相矛盾,因此在设计中要应根据具体情况,抓住主要方面做出适当的选择。由以上的叙述,轻油应走壳程,冷却介质应走管程。2.2.2流动方式的选择当两流体温度相差较大时,值大的流体走管间,这样可以减少

27、管壁与壳壁间的温度差,因而也减少了管束与壳体间的相对伸长,故温差应力可以降低。若两流体给热性能相差较大时,值小的流体走管间,此时可以用翅片管来平衡传热面两侧的给热条件,使之相互接近。黏度大的流体,管间的截面和方向都在不断变化,在低雷诺数下,管外给热系数比管内的大。泄漏后危险大的流体,可以减少泄露机会,以保安全。根据所查得的资料,不洁净或易于结垢的物料应流经易于清洗的一侧,对于直管一般走管内;故采用自来水走管程,轻油走壳程。2.2.3材质的选择在进行换热器设计时,换热器各种零部件的材料,应根据设备的操作压力、操作温度、流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等地要求来选取的。当然,最后还要考虑材料

28、的经济合理性。一般为了满足设备的操作压力和操作温度,即从设备的强度或刚性的角度来考虑,是比较容易达到的,但材料的耐腐蚀性能,有时往往成为一个复杂的问题。在这个方面考虑不周,选材不妥,不仅会影响到换热器的寿命,而且也大大提高设备的成本。至于材料的制造工艺性能,是与换热器的具体结构有着密切的关系的。一般换热器的常用的材料有碳钢和不锈钢。碳钢 价格低,强度较高,对碱性介质的化学腐蚀比较稳定,很容易被腐蚀,在无腐蚀性要求的环境中应用是合理的。不锈钢 奥氏体不锈钢以1Cr18Ni9为代表,它是标准的18-8奥氏体不锈钢,有稳定的奥氏体组织,具有良好的耐腐蚀性和冷加工性能由上可以看出在本设计中换热器的选用

29、材料使用碳钢比较合理。2.2.4流体流速的选择提高流体在换热器中的流速将增大对流传热系数,减少污垢在管中表面上沉积的可能。即降低了污垢热阻,使总传热系数增加,所需传热面积减少。设备费用降低。但是流速增加,流体的阻力相应增加,操作费用增加,并且流速在大于2m/s时还会引起设备振动,损坏设备。一般尽可能使管程流体的Re104。高粘度流体按层流设计。2.2.5换热管的选择换热管的材料有钢、合金钢、铜、铝和石墨等,应根据操作压力、温度和介质的腐蚀性能选定不同材质的管子。目前我国常用的换热器管子规格有25mm2.5mm和19mm2mm对于结晶的流体,可选择较小的管径:对于易结垢的或不清洁的流体可选择较大

30、的管径。此外,小直径的管子可以承受更大的压力,而且管壁较薄;对于相同的壳径,可排列较多的管子。因此选择较小的管子单位体积所提供的产热面积更大,设备更紧凑,但管径小,流动阻力大,机械清洗困难,设计时可根据具体情况选用适宜的管径。通常在管程结垢不很严重以及压力降较高的情况下,采用192mm更为合适。如果管程走的是易结垢的流体,有时候也采用38mm2.5mm或更大直径的管子。由上,选择25mm2.5mm极为适宜。第3章 换热器的工艺计算3.1基础物性数据定性温度:可取流体进口温度的平均值。管程自来水的定性温度 T=(25+35)/2=30壳程轻油的定性温度 T=(140+40)/2=90 根据定性温

31、度,分别查取管程和壳程流体的有关物性数据。 自来水的有关物性数据如下: 密度 定压比热容 导热系数黏度轻油的有关物性数据如下: 密度 定压比热容 导热系数黏度3.2换热器面积的估算3.2.1 热负荷计算轻油的质量流量:热负荷: 3.2.2 平均传热温差及其校正 查图求得温差修正系数, 所以3.2.3传热面积 初选,所以选用的换热器的面积一般应比计算值大10%15%, 故3.2.4 自来水的用量 3.3换热器工艺结构尺寸的计算3.3.1管程管径、流速及雷诺数、管程数和传热管数的计算 管径和管内流速:选用传热管(碳钢),设取管内流速 管程横截面积: 雷诺数: 传热管数: 按单管程,所需传热管长度:

32、 取传热管长,则管程数: 传热管总根数: (根) 3.3.2壳程流通截面积、流速及雷诺数的计算 横过管束中心线的管束: 取12根 壳程内径: 采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径为25%,则切去圆缺高度为h=0.25450=112.5mm,可取h=110mm取折流挡板间距 可取 故流通截面积: 流速: 当量直径: 雷诺数: 由以上核算看出,初选的换热器,管程、壳程的流速和雷诺数都是合适的。3.3.3传热管排列方式的选择及管心距的计算 传热管排列方式为正三角形排列管心距: 3.3.4折流板的选择折流板数: 3.4 换热器核算3.4.1传热能力的核算3.4.1.1管程的对流传热系数 (3

33、1) 雷诺数 普兰特准数 3.4.1.2壳程的对流传热系数对弓形折流板,可采用克恩公式 (32) 雷诺数 普兰特准数 因壳程流体被冷却,故取粘度校正 3.4.1.3污垢热阻和管壁热阻污垢热阻 : 管壁热阻 : 3.4.1.4总传热系数 (33) 3.4.2 传热面积核算传热面积: 该换热器的实际传热面积: (34) 该换热器的面积裕度: 传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务3.4.3换热器流体阻力计算3.4.3.1 管程流体阻力计算 (35) , , , 由,传热管相对粗糙度,查莫狄图摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系得 。流速,所以 (36) (37) 故 管程流动阻力在允许范围之内

34、。3.4.3.2 壳程流体阻力计算 (38)其中 流体流经管束的阻力: (39) 其中 故 流体流过折流板缺口的阻力: (310)其中,故 总阻力: 壳程流动阻力也比较适宜。3.5换热器主要结构尺寸算结果汇总换热器主要结构尺寸和计算结果见下表参数管 程壳 程流率/(kg/h)292825555.6进/出温度/25/35140/40物性定性温度/3090密度/(kg/m3)995.7760定压比热容/ (kJ/(kgK)4.1742.20粘度/(Pas)0.00080150.000536热导率/ w/(mK)0.6180.138普朗特数5.4138.54设备结构参数形式固定管板式台数1壳体内径/

35、mm409壳程数1管径/mm252.5管心距/mm32管长/mm4500管子排列正三角形排列管数目/根104折流板数/个29传热面积/m229.2折流板间距/mm150管程数2材质碳钢主要计算结果管程壳程流速/(m/s)0.3990.08表面传热系数/w/(m2K)2223.8373.7污垢阻力/(w/m2K)0.0003440.000172阻力/MPa0.0020.0006热流量/kW339.5传热温差/43.475传热系数/w/(m2K)315裕度/%473.6主要符号说明主要符号说明符号说明符号说明P压力,PaQ传热速率,WR热阻,K/WRe雷诺数A传热面积,t流体温度,T热流体温度,u

36、流速,m/sW质量流速,/h表面传热系数W/(K)有限差值密度,/m3粘度,Pasr转速,n/(r/min)校正系数Pr普郎特系数NB板数,块K总传热系数,W/(K)体积流量N管数,根Np管程数l管长,mK传热系数,W/(mK)tm平均传热温差,设计过程的评述和有关问题的讨论此次油气储运工程设计完成的比较曲折,计算部分和绘图部分都花费了很长时间,但最终还是完成了老师布置的设计任务,而且综合所学的知识进行课程设计,对自己所学的知识有了进一步的巩固和提高。为了能更好的完成本次课程设计,需要查阅大量的文献资料,这需要有翻阅文献的能力,更重要的是有迅速提取有用信息的能力,这就需要我们平时有意识的去锻炼

37、自己获取信息、提取信息的能力。对于换热器基本尺寸的确定以及数据来源,物性参数,合适取值范围的确定设计情况来定。为使化工生产更加便捷,操作费用低廉,有些工艺材质需要加以改进。同时也要注意流体流动通道的选择,要从多方面考虑,换热器流体阻力,换热器工艺结构尺寸的计算。理论和实际有时要联系起来,有时却要区别开来。就像一开始对于换热器的计算和选择方面,不能仅仅依据自己的计算结果,有一些是有标准值的,如壳体内径、管子的长度等,还有一些是需要综合考虑的,如长径比,管长合适、壳体内径合适,但还要计算长径比,以此来判断设计的换热器是否符合实际要求。主要参考文献1.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

38、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX2.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX3.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX4.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX5.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX附录图1 对数平均温差校正系数:图2 对数平均温差校正系数:图3 折流板的常见形式图4 莫狄图:表1 换热器常用流速范围:流体的种类流速(m/s)管程壳程一般液

39、体0.50.30.21.5易结垢液体10.5气体530315表2 合理压降的选取操作情况操作压力.pa(绝)合理压力降.pa减压操作低压操作低压操作中压操作3 列管式换热器中不通黏度液体的最大流速液体黏度/(mPas)15001500500500100100353511最大流速/ (m/s)0.60.751.11.51.8.2.4 表4 管束常见的分程方式表5 列管式换热器中的总传热系数冷流体热流体总传热系数K 水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850水轻油340-910水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340表6 液体无相变对流传热系数:结束语经过了四个星期的学

40、习和工作,我终于完成了本次化工原理课程设计轻油冷却器的设计,每走一步对我来说都是新的尝试与挑战,这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里,我学到了很多知识也有很多感受,从对课程设计一无所知,对CAD制图等相关技术不是很了解的状态,我开始了独立的学习和试验,查看相关的资料和书籍,让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰,使自己非常稚嫩设计一步步完善起来,每一次改进都是我学习的收获,每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。通过这次课程设计使我充分理解了实践的重要性,尤其要把理论和实践结合起来,我们利用课本上学到的知识去解决实际问题,设计时要有一个明确的思路,要考虑多种因素包括环境条件和介质的性质等

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