列管式换热器设计(1)-免费阅读

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【正文】但在实际换热器内，纯粹的逆流和并流是不多见的。 卷制圆筒： 400,450,500,600,700,800,900,1000，（ 1100），1200（ 1300）列管式换热器设计(1)-免费阅读， 1400（ 1500），1600（ 1700）， 。 d、重量轻：对设备安装维修极为方便。 （ 6） 在化工厂使用列管式换热最广泛 ，有点如下： 换热效率高 ,热损失小 ； 占地面积小重量轻 ； 污垢系数低 ； 检修、清洗方便 ； 产品适用面广 。 第四节 、 设计结果一览表 换热器工艺设计结果如下表所示： 参 数 原油 柴油 流率 kg/h 45600 37400 进 /出口温度 /℃ 70/110 175/ 物性 密度 /（ kg/m3） 815 715 定压比热容 /

kj/（ kg•k）

粘度 /（ Pa•s） 310 310 导热系数 W/(m℃ ) A 需要 =Q/(K2Δ tm)= 1000/(3600 )=. 面积裕量： %0 0A A 需要 需要实际A〉 15% 符合换热器设计规范的要求。 选择焊制的有垫板的鞍座： 左鞍座标记：鞍座 BI 550— S — 1992， 右鞍座标记：鞍座 BI 550— F — 1992。 重量：单个右管箱隔板重 =( 10mm) 103 103kg 9. 右管箱设计 ： 1)右管箱封头： 与左管箱封头相同。外周均布 24个 Φ16 螺孔，用 M16 双头螺柱与左管板连接。 2）管箱隔板厚度的选择： 由于管程压强 降较小换热器设计目的，用公式计算隔板厚度会小于 GB151 规定的隔板最小厚度（换热器公称直径 =600 时，碳钢隔板的最小厚度为 8mm），所以直接选择隔板厚度为 10mm。选择 Q235A材料制作，单位长度的短节重 110kg/m,总重约为 110 =33kg。 3．换热管的选择： 1) 选择 20钢材质的无缝钢管，规格： Φ25 。管板直径与管箱法兰的相同，为 665mm。重量为。选择公称压力 PN= 的突面法兰，材料为 Q235A，标记为： 法兰 PL 25(B) RF Q235A。重量为 。 mm3= 第二节、 换热器及主要附件的试选 试选管型号 主要附件的选择 接口及法兰的选型 （ 1） 管口 A管口 A 为柴油出口 ① 管管径的确定： 流量为 /h ， 密 度 为 715 kg/m3 ， 相 当 于 q= 37400/715/3600=。折流挡板上的总开孔面 =*+4*=。=(1～ ) d2 取 b’ = d2 = 25= 壳体内径：  39。 tm 逆 ）=*1000/(200**3600)= 选柴油的流速为 u1=，取换热器的规格为φ 25 碳素钢管（ ）， 此管的内径 d1= 单管管数为121 u  柴油柴油’ mqn = )( 4*37400 2  =≈39 根据传热面积 A估计算管子的长度 L’ : mAL 88n39。试设计一台适当的列管式换热器。对于无相变传热，当冷、热流体的 进、出口温度一定时，逆流操作的平均推动力大于并流，因而传递同样的热流量，所需传热面积较小。C 结合具体工艺情况，还可采用热空气或热水等作加热剂。C〜 35 176。 表 31 常用冷却剂 冷却剂名称 温度范围 水 （ 自来水，河水，井水，冰水） 0 176。滑道、膨胀节、法兰、垫片以及支座等。它一般是成对设置的，一般只设置一对。水平装配，可造成流体的强烈扰动，传热效果好，一般无相变传热均采用 图 210 弓形折流板（水平圆缺）图 211 弓形折流板（垂直圆缺）这种排列方法。对于多壳程换热器，设置纵向折流板的目的不仅在于提高壳程流体的流速，而且是为了实现多壳程结构，减小多管程结构造成的温差损失。 在此项目设计中选择换热管的规格为 φ25 碳钢管 ，管子成正三角形排列 。 三、 管的排列及管心距 ： 换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和 同 心圆排列，如图 21 所示。因此选择小直径的管子单位体积所提供的传热面积更大，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择适当的管径。当它用作水平的热虹吸式再沸器时，壳程中的纵向隔板起着防止轻组分的闪蒸与增强混合的作用。 第二节：列管式换热器结构及基本参数 一：管束及壳程分 程 管束分程： 为了解决管束增加引起管内流速及传热系数降低的问题即将管束分程。设备与部件应便于运输与装拆，在厂房移动时不会受到楼梯、梁、柱的妨碍，根据需要可添置气、液排放口，检查孔与敷设保温层。在允许的条件时，可提高热流体的进口温度或降低冷流体的进口温度 。 （ 1）合理地实现所规定的工艺条件 传热量、流体的热力 学参数（温度、压力、流量、相态等）与物理化学性质（密度、粘度、腐蚀性等）是工艺过程所规定的条件。  柴油柴油mqn 换热管数为 n=n’ Nt= A实际 =L (π d0) n’ Nt 选择换热器壳体尺寸 选择换热管为三角形排列，换热管的中心距 t=32mm。 Ⅱ 级换热器采用普通级冷拔传热管，适用于再沸、冷凝和无振动的一般场合。 按该标准，换热器的公称直径做如下规定：卷制圆筒，以圆筒内径作为换热器公称直径，mm。 （ 3） . 浮头式换热器 浮头式换热器的结构如下图 13 所示。以下根据本次的设计要求，介绍几种常见的列管式换热器。 一、 换热器的概念 二、 换热器的分类 三、 列管式换热器的标准简介 四、 列管式换热器选型的工艺计算步骤 五、换热器设备应满足的基本要求 苏州科技学院化学生物与材料工程 学院 《化工原理课程设计》报告列管式换热器设计年级 11 级 专业 应用化学 设计者姓名 学号 指导老师 完成日期目录 第一章 文献综述 第一节 概述 一、 管束及壳程分程 二、 传热管 三、 管的排列及管心距 四、 折流板和支撑板 五、 旁路挡板和防冲挡板 六、 其他主要附件 七、 列管 式换热器结构基本参数 第三节 设计计算的参数选择（ 1） 固定管板式换热器 这类换热器如图 11 所示。其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。钢管制圆筒，以钢管外径作为换热器的公称直径， mm。 列管式换热器型号的表示方法如下： ( LNX X X D N A I I IP d N                或 ）①②③④⑤⑥ 1. 1〉第一个字母代表前端管箱形式2〉第二个字母代表壳体形式3〉第三个字母代表后端结构形式2． 公称直径（ mm）对于釜式重沸器用分数表示，分子为管箱内直径换热器设计目的，分母为圆筒内直径 3． 管 /壳程设计压力（ Mpa）。  nnc 最外层换热管中心线距壳体内壁距离： b39。设计者应根据这些条件进行热力学和流体力学的计算，经过反复比较，使所设计的换热器具有尽可能小的传热面积，在单位时间内传递尽可能多的热量。 ③ 妥善布置传热面 。 （ 4）经济合理 评价换热器的最终指标是：在一定的时间内（通常为 1 年）固定费用（设备的购置费、安装费等）与操作费（动力费、清洗费、维修费等）的总和为最小。在换热器的一端或两端的管箱中安置一定数量的隔板，一般每程中管束大致相等。 H 型和 G 型相似，只是进出口接管与纵向隔板均多一倍，故称之为双分流壳体。考虑到制造和维修的方便，加热管的规格不宜过多。(a) 正方形直列 （ b） 正方形错列 (c) 三角形直列 （ d） 三角形错列 （ e） 同心圆排列 图 2﹣ 1 传热管的排列方式 正三角形排列使用最普遍这是因为在同一管板上可以排列较多的管子，且管外传热系数较高换热器设计目的，但管外不易机械清洗。 ： 管板上两管子中心距离 t 称作管间距。 横向折流板同时兼有支承传热管，防止产生振动的作用。垂直装配主要用于卧式冷凝器、再沸器或流体中带有固体颗粒的场合，以有利于冷凝器中的不凝气和冷凝液的排放。它的厚度可取折流板相同的厚度。 通常由工艺计算选取 标准换热器后，其具体尺寸 (包括接管、法兰等尺寸 )可由标准图纸查取。C 〜 80 176。C 的温度差； （ 2） 水的出口温度一般不超过 40176。 二、冷、热流体通道的选择 冷、热流体通道可根据以下原则选择： (1)不洁净和易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便； (2)腐蚀性流体宜在管程，以免管 束和壳体同时受到腐蚀； (3)压强高的流体宜在管内，以免壳体承受压力； (4)饱和蒸汽宜走壳程列管式换热器设计(1)-免费阅读，因饱和蒸汽比较清洁，给热系数与流速无关而且冷凝液容易排出； (5)被冷却的流体宜走壳程，便于散热； (6)若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将给热系数大的液体通入壳程，以减少热应力； (7)流量小而粘度大的液体一般以壳程为宜，因在壳程 Re100 即可达到湍流；但这不是绝对的，如流动阻力损失允许，将这种液体通入管内并采用多管程结构，反而能得到更高的给热系数。就增加传热推动力而言，逆流操作总是优于并流。 (y:学号后 2 位数字 ) 物料 比 热 kJ/(kg d39。2)1( bntD c 32 14+2 = 圆整后，换热器壳体圆筒内径为 D=550mm，壳体厚度选择 8mm。 折流挡板的实际面积 == = mm2，重量为。柴油为低粘度流体，在接管中的合理流速 u=1〜2m/s。该法兰有 8 个均布在外周的螺孔，使用 8个 M16 螺栓、螺母、垫片与工艺管道连接。该法兰有 4 个均布在外周的螺孔，使用 4个 M10 螺栓、螺母、垫片与配套