.
PAGE
.
.
.
江西科技师范学院
食品科学与工程专业《化工原理课程设计》说明书
题目名称 浮头式列管换热器的设计
专业班级 食品科学与工程1班
学 号
学生姓名
指导教师 常军博士
2012年1月5日
目录
1.设计方案1
1.1设计条件1
1.1.1换热过程参数1
1.1.2换热器的选用1
1.1.3被冷却的流体1
1.2换热器的整体设计2
2.换热器的整体计算3
2.1估算传热面积4
2.1.1热流量4
2.1.2冷却水用量4
2.1.3平均传热温差4
2.1.4初算传热面积4
2.2工艺结构尺寸4
2.3换热器的核算6
2.4换热器内降压的核算8
2.4.1管程阻力8
2.4.2壳程阻力9
3、设备选型9
4、附录及图纸9
附录19
附录210
5、总结10
6、参考文献10
PAGE
.
1、设计方案
换热器是化工、石油、食品及其他许多部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。本次设计用于冷却水的换热器并设计主要的工作部件（如传热面积、管径尺寸、传热气管根数壳体直径、折流板数、接管直径等）尺寸的设计。
1.1设计条件
1.1.1本次设计条件
热水经与进料物流换热后，用循环冷凝水将其从80℃冷却到25℃之后，进入吸收塔吸收器可溶性成分，已知热水的进出口温度为80℃和25℃，设循环冷凝水的进出口温度分别为20℃和30℃，根据上述条件，设计一款列管换热器。
表1热水在换热过程中的参数
目项及代号 参数及结果 测量方法
入出口温度 80和25℃ 温度计
密度 988.1Kg/m 密度计
流量 60m3/h 流量计
热导率 0.648W/(m·℃) 热导率测量仪
黏度 549 黏度计
1.1.2选用的换热器
列管式换热器有成为管壳式换热器，是*典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，操作效果好，结构坚固，壳选用的材料范围宽广，操作弹性大，在高温、高压的和大型装置上都采用列管式换热器。
1.1.3被冷却的流体
入口温度为80℃，出口温度为25℃的水，流量为60m3/h
表2冷水在换热过程中的参数
目项及代号 参数及结果 测量方法
入出口温度 20和30℃ 温度计
密度 996.95Kg/m 密度计
热导率 0.609W/(m·℃) 热导率测量仪
黏度 903 黏度计
PAGE
.
1.2换热器整体设计
1.2.2换热器的选型
所选两流体的温度变化为：热流体的进口温度为80℃，出口温度为25℃；冷流体的进口温度为20℃，出口温度为30℃。该换热器用循环冷凝水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热气的管壁和壳体温度之差较大，因此选用选用浮头式列管换热器。温差较大时，可选用浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器和滑动管板式换热器。列管换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管换热器，不锈钢列管换热器和碳钢与不锈钢混合列管换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程
1.2.3流体流经管程或壳程的选择
在选择时的原则为：传热效果好，结构简单，清晰方便。由于循环冷凝水交易结垢，若其流速太低，将快加快污垢增长速度，使换热器的流量下降，所以从总体考虑，循环冷凝水走管程，水走壳程。
1.2.4流体流速的选择
流体在管程或壳程的流速，不仅影响表面传热系数，而且影响污垢热阻，从而影响传热系数。增加流体流速，将加大和折流四种基本对流传热系数，减小污垢在壁面上的沉淀，即降低污垢热阻，使总传热系数增加。因此适宜的流速既要考虑经济权衡又要兼顾结构上的要求。根据流体的种类和黏度，取流体流速为1.3m/h。
1.2.5流动方式的选择
流向有逆流、并流、错流和折流四种基本方式。在进出口的温度相同的情况下，逆流的平均温差大于其他流向的平均温差。所以，本次设计选用逆流的流动方式。
1.2.6流体两端温度的确定
入口温度为20℃，出口温度为30℃。
1.2.7冷却剂的选择
加热剂的或换热器的的选用根据实际情况而定。除满足加热和冷却温度外，还应考虑来源充分，价格便宜，毒性小，不易爆炸，对设备腐蚀性小。根据设计条件选用循环冷凝水为本次实验的冷却剂。冷却剂应有良好的导热性能和小的中子吸收截面，它与
部分内容来源于网络，仅用于学习分享，如发现有侵权，请及时联系删除，谢谢。
