1、南京工程学院化工原理课程设计报告书课 程 名 称： 化工原理课程设计 B 课 题 名 称： 多管程列管式换热器的设计 院（系、部）： 环境工程系 专 业： 环境工程 班 级： 环境 111 姓 名： 王志远 学 号： 216110127 起 止 日 期： 2013-12-2 2013-12-13 指 导 教 师： 李乾军 目录前言 -1一、符号说明： -21、物理量（英文字母） -22、物理量（希腊字母） -2二、设计目的 -3三、参数与条件设置 -31、 已知参数 -32、设计条件 -3四、设计计算 -41、确定设计方案 -4、选择换热器的类型 -4、流动空间及流速的确定 -42、确定物性数
2、据 -53、计算总传热系数 -5（1） 、热流量 -5（3） 、冷却水用量 -6（4） 、总传热系数 K -64、设计传热面积 -7五、工艺结构尺寸 -71、管径和管内尺寸 -72、壳程数和传热壳数 -73、平均传热温差校正系数 -84、传热管排列和分程方法 -85、壳体内径 -86、折流板 -97、接管 -9六、换热器核算 -101、热量核算 -10（1）壳程对流传热系数， -10（2）管程对流传热系数 -11（4） 、传热面积 -122、换热器内流体的流动阻力 -12（1） 、管程流动阻力 -12（2） 、壳程阻力 -13（3） 、总阻力 -13七、设计总结 -15八、参考文献 -16南京
3、工程学院1前言换热器是一种实现物料之间的热量传递的设备，广泛应用与化工，冶金，电力，食品等行业。它不仅可以单独作为加热器，冷却器等使用，而且是化工单元操作的重要附属设备。在化工装置中换热设备占设备数量的 40%左右，占总投资的 35%46%。目前在换热设备中，使用量最大的是列管式换热器，尤其在高温高压和大型换热设备中占有绝对优势。一般来说，列管式换热器有易于加工制造，成本低，可靠性高，而且能适应高温高压的特点。随着新型高效传热管的不断出现，使得列管式换热器的应用范围得以不断夸大。列管式换热器在化工生产中主要作为加热（冷却）器，蒸发器，再沸器及冷凝器使用。固定管板式换热器即两端管板和壳体连接成一
4、体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。但由于管板和壳体间结构的原因，使得管外侧不能进行机械清洗，因而多用于壳侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。当管壁于壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生很大的温差应力，以至于管子扭曲或使管子从管板上松脱，以致毁坏整个换热器，因此，一般管壁和壳体的温度相差 50以上时，换热器应有温度补偿装置。南京工程学院2一、符号说明：1、物理量（英文字母）B 折流板间间距 m Cp 定压比热容 kJ/(kg)d 管径 mD 换热器内径 mf 摩擦因数F 系数G 重力加速度 m/s 2P 压力 pan 指数N 管数S 传热面积 t 管心距 mu 流速 m
5、/s2、物理量（希腊字母） 有限差值 导热系数 W/() 密度 kg/m 3南京工程学院3 粘度 Pas 对流传热系数 W/()下标 O 管外 m 平均二、设计目的通过课题设计进一步巩固课程所学内容，培养学生运用理论知识进行化工单元过程设计的能力，使学生能够系统的运用知识。通过本次设计，学生应该了解设计的内容，方法和步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，独自设计计算，准确绘制图样，编写设计说明。三、参数与条件设置1、 已知参数(1) 热流体（油）： T1=130 T2=50 Wh=6000kg/h(2) 冷流体（水）： t1=30 t2=40 压力 0.4MPa2、设计条件管程数：2
6、压力降：p500,所以 20349.5Re0.528.8.f所以 pap .10271273.051 流体流过折流板缺口的阻力 PauDBNp 43.69127.0854.0135.25.302 （3） 、总阻力 KPaNFppst 1039.2015.43.695.108210 壳程流动阻力比较适宜换热器主要结构尺寸和计算结果，换热器主要结构尺寸和计算结果见表 1-1表 1-1 换热器主要结构尺寸和计算结果换热器模式：固定管板式 管口表南京工程学院14换热面积 2m25.2 管口尺寸连接形式用途工艺参数 A D 80n平面油品入口名称 管程 壳程 B D 80n平面油品出口物料名称 水 油
7、C D 50n凹凸面水品入口操作压力 MPa 0.4 D D 50n凹凸面水品出口操作温度 30/40 130/50 E D 20n凹凸面排气口流量 m/s 26118 6000 F D 20n凹凸面放净口传热量 kw 29600 29600总传热系数 2mw2733对流传热系数 601 2600污垢系数 0.000344 0.000172阻力降 3.02 2.04程数 2 1直径 25*2.5mm 450mm南京工程学院15长度 3000管子规格 111 根，管间距 32mm，正三角排列折流挡板规格 20 块，单弓形，立式，间距 135mm，切口高度 30%七、设计总结通过这次的课程设计，我
8、学到了很多，虽然比较累，但是很开心，感觉这两周的课程设计比上了十几周的课还要充实，从白天一直算到晚上，有时候为了能把一个图画好赖在教室里很晚才走。当然在这其中我发现把学到的知识运用到实际操作中有很大的不同，要综合考虑很多其他方面的事,现在就来说说我设计的换热器吧。首先课程设计任务书里给了一些数据，然后我要根据所学的知识去设计一个符合要求的换热器。在正式写之前要试算，了解自己的数据在哪个范围内。还有那庞大的计算量，如果有一步算错了，后面的全错，要重新算，当然，我在这里也犯错了，把污垢系数弄反了，导致我算了两遍，不过最后还是算好了。画图也是个麻烦事，由于 CAD 是大一学的，现在基本忘完了，我不得不把书拿出来边看边画。还有一点不得不说，同学之间的帮助也很重要，在这个过程中，有些不懂的问题通过问同学也得到了解答。总之，在这短短两周的课程设计中，我学到很多，不光是把课本里的知识会运用，更主要的是知道了做一件事不能太着急，要有耐心，要一步一步慢慢来，只有这样才能做成事。南京工程学院16八、参考文献1、 化工传递与单元操作课程设计. 贾绍义，柴诚敬。天津大学出版社，2002。2、 化工原理. 陈迁乔，王娟，曲虹霞，马卫华。国防工业出版社，2007。3、 化工过程及设备设计. 华南理工大学出版社，1986。4、 化工设计. 王静廉，黄璐。天津大学出版社，1989。
