《換熱器課程設計管殼式換熱器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《換熱器課程設計管殼式換熱器（14頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、換熱器課程設計 14 管殼式換熱器 目錄 第一章 設計方案概述和簡介 4 1.1 概述 4 1.2 方案簡介 4 1.2.1 管殼式換熱器的分類 4 1.2.2 設計方案選定 6 第二章 換熱器的設計計算 7 2.1 物性參數的確定 7 2.1.1定性溫度，取流體進口溫度的平均值 7 2.1.2果汁和水在定性溫度下的相關物性參數 7 2.2 估算傳熱面積

2、 7 2.2.1 計算熱負荷 7 2.2.2 確定冷卻水用量 8 2.2.3 傳熱平均溫度差 8 2.2.4初算傳熱面積 8 2.2.5 工藝結構尺寸 8 2.3換熱器校核 錯誤！未定義書簽。 2.3.1傳熱面積校核 錯誤！未定義書簽。 2.3.2 壁溫的計算 14 2.3.3 核算壓力降 14 第三章 輔助設備的計算和選型 15 3.1其他附件的設計和計算 15 3.1.1 拉桿規(guī)格 15 3.1.2 接管 16 第四章 設計結果匯總表 16 第五章 設計評述 17 參考文獻 17 符號說明 18 致謝 19 題目 換熱器的設計

3、 設計基本參數 處理能力：330t/h 設備型式：管殼式換熱器 操作條件：軟化水：入口溫度：60℃，出口溫度：85℃ 軟化水：入口溫度：130℃，出口溫度：70℃。 設計要求及內容 1、設計方案簡介 對給定或選定的工藝流程、主要設備的形式進行簡要論述。 2、主要設備的工藝設計計算 物料衡算、熱量衡算、工藝參數的選定、設備的結構設計和工藝尺寸的設計計算。 3、輔助設備的選型 典型輔助設備主要工藝尺寸的計算，設備規(guī)格型號的選定。 4、編寫設計說明書 將設計所選定的工藝流程方案、主要步驟及計算結果匯集成工藝設計說明書。應采

4、用簡練、準確的文字圖表，實事求是地介紹設計計算過程和結果。設計說明書要求在6000字以上，A4紙打印。 設計說明書內容： （1）封面（課程設計題目、學生班級、姓名、指導教師、時間） （2）目錄 （3）設計任務書 （4）概述與設計方案簡介 （5）工藝及設備設計計算 （6）輔助設備的計算及選型 （7）設計結果匯總表 （8）設計評述 （9）參考資料 （10）主要符號說明 （11）致謝 各階段時間安排（以天為單位） 用一周時間集中進行 1．設計方案選定：1天； 2．主要設備的工藝設計計算：2天； 3．輔助設備的選型：0.5天； 4．編寫設計說明書：1天

5、； 設計任務書 1.固定管板式換熱器 這類換熱器如圖1-1所示。固定管辦事?lián)Q熱器的兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結余構簡單；在相同的殼體直徑內，排管最多，比較緊湊；由于這種結構式殼測清洗困難，所以殼程宜用于不易結垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產生不同的熱膨脹時，用使用管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質的泄漏。 1.2.2 設計方案選定 換熱器類型的選擇 按照設計任務書的要求，熱流體軟化水入口溫度130℃，出口溫度70℃，冷流體也是軟化水，入口溫度60℃，出口85℃，操作壓力小于熱側1.6MPa,冷側1.0MPa，壓力較大?；谶@

6、些要求，應固定管板式換熱器。并且采用兩臺《1-2》型管殼式換熱器串聯(lián)工作。 流體路徑的選擇 由條件,熱側走管,冷側走殼。按照一般情況，選用規(guī)格為25*2.5mm的不銹鋼無縫管。 .管殼式換熱器設計的主要內容 管殼式換熱器的設計和分析包括熱力設計、流體設計、結構設計、以及強度設計。其中以熱力設計最為重要。不僅在設計一臺新的換熱器時需要進行熱力設計，而且對于已生產出來的，甚至已投入使用的換熱器在檢驗它是否滿足使用時，均需要進行這方面的工作。熱力設計是指根據使用單位提出的基本要求，合理的選擇運行參數，并根據傳熱學的知識進行傳熱計算。 換熱器的設計計算 物性參數的確定 定性溫度，取流

7、體進口溫度的平均值 管程軟化水的定性溫度： 殼程流體果汁的定性溫度： 軟化水在定性溫度下的相關物性參數 根據定性溫度分別查取殼程和管程流體的有關物性數據，軟化水在100℃下的物性數據和水在72.5℃下的物性數據如下表 項目 對象 密度 () 比熱容 () 導熱率 () 黏度 () 普朗特數 100℃水 958.4 4220 0.683 0.0002825 1.75 72.5℃水 976.3 4189 0.670 0.0003939 2.49 估算傳熱面積 計算熱負荷 確定熱側軟化水流量 則流

8、動方式選用逆流 傳熱平均溫度差 初算傳熱面積 參照傳熱系數的K的大致范圍，取K=1487 W/㎡℃。 則估算傳熱面積 2.2.5 工藝結構尺寸 選定換熱管規(guī)格 依據流體粘度來選定換熱管規(guī)格。由于管內走水，換熱管采用無縫不銹鋼管，則其內徑 ，外徑 。 繪制管板布置圖、確定實際換熱管數 換熱管的排列方式為正三角形式 35管中心距s=32mm 分程隔板槽處管中心距 平行于流向的管徑 垂直于流向的管徑 拉桿直徑16mm 作草圖 六邊形層數a=9 一臺管子數 一臺拉桿數為4 一臺傳熱面積 兩臺傳熱面積 經算得，管束中心至最外層管中心

9、距離275.5mm 管束外緣直徑 殼體內徑 根據標準取0.6m 長徑比 合理 管程接管直徑214mm 按鋼管標準值為 管程雷諾數 管程換熱系數 折流板 折流板形式 選定 弓形 折流板缺口高度 折流板的圓心角為 120 度 折流板間距 折流板數目 折流板上管孔數192個 折流板上管孔直徑 通過折流板上的管數224根 折流板缺口處管數46根 由GB151-1991規(guī)定，折流板直徑 折流板缺口面積 錯流區(qū)內管束占總管數的百分數 缺口處管子所占面積（管子數由234跟增為270） 流體在缺口處流通面積 流體在兩

10、折流板間錯流流通截面積 殼程流通截面積 殼程接管直徑 則取 錯流區(qū)管排數由圖 每一缺口內的有效錯流管排數 旁流通道數 旁通擋板數 錯流面積中旁流面積所占分數 一塊折流板上管子和管孔間泄露面積 折流板外緣與殼體內壁之間泄露面積 殼程雷諾數 由圖2.28，理想管束傳熱因子 由圖2.29，折流板缺口校正因子 由 查圖2.30，折流板泄露校正因子 由 查圖2.31，旁通校正因子 殼程傳熱因子 殼程質量流速 殼側壁面溫度假定 壁溫下軟化水粘度 殼側換熱系數 查有關資料，軟化水水垢熱阻 管壁熱阻可忽略不計。 傳熱系數 傳熱面積

11、 傳熱面積之比，稍小 檢驗殼側壁溫 與原定值僅差,符合要求。 由圖2.35，管內摩擦系數 管側壁溫 壁溫下軟化水的粘度 沿程阻力 回彎阻力 進出口連接管阻力 兩臺管程總阻力 由圖2.36,理想管束摩擦系數 理想管束錯流段阻力 理想管束缺口處阻力 由圖2.38,旁路校正系數 由圖2.37,折流板泄漏校正系數 折流板間距不等的校正系數,因為間距相等,不需校正。 殼程總阻力 兩臺的殼程總阻力為61524Pa 符合要求。 設計結果匯總表 換熱器形式：固定管板式(兩臺串聯(lián)) 換熱面積（m2）：381.7 工藝參數 名稱

12、殼程 管程 物料名稱 軟化水 軟化水 操作壓力，Mpa 1.0 1.6 操作溫度，℃ 60/85 130/70 流量，t/h 330 136 流體密度，kg/m3 976.3 958.4 流速，m/s - 1.1 傳熱量，kW 9600 總傳熱系數，W/m2.℃ 1004.6 對流傳熱系數，W/m2.℃ 13326 8043 污垢系數，m2.℃/W 0.00034 0.00034 阻力降（兩臺），pa 61524 33029 程數（兩臺） 2 4 推薦使用材料 不銹鋼、無縫 不銹鋼、無縫 管子規(guī)格（兩臺），mm

13、Ф25*2.5 管數，540 管長，9000mm 管間距，mm 32 排列方式 正三角形 折流板形式 弓形上下 間距，900mm 切口高度25% 殼體內徑，mm 600 保溫程厚度，mm -- 第五章 總結 通過本次的課程設計，我學會了換熱器設計本身，體會到了設計的艱難，設計需要嚴謹的態(tài)度和一絲不茍的作風，并且需要堅持不懈。有些遺憾的是，雖然經過幾次修改，但設計結果仍然有些不足，并且所用的一些關聯(lián)式可能運用的不太準確，此次的設計并不是很成功，校核的不是很好，但我們都是自己通過計算而得到的結果。總之，在本次管殼式熱交換器的設計中，讓我深刻體會到了學好專業(yè)基礎

14、知識的重要性以及將專業(yè)基礎課和專業(yè)課一一結合的重要性，在設計的過程我們也大量查閱了換熱器設計手冊和設計參考，同時也在傳熱學中查閱了不少物性參數和特征參數，在此過程深刻得多體會到了傳熱學在我們專業(yè)課中的地位是相當重要的。其次，在此設計過程中我們感受到了團隊合作的力量和作用，團隊合作的精神不但可以將復雜的問題簡單化，同時也可以提高大家的學習的效率。最后，希望老師認真審閱我們的設計，給我們提出寶貴的經驗，謝謝﹗ 參考文獻 [1] 史美中 王中錚 主編《熱交換器原理與設計》，東南大學出版社，第4版，2009年6月，1頁至107頁 [2] 錢頌文 主編《換熱器設計手冊》，化學工業(yè)出版社，第1版，2002年8月，1頁至54頁 [3] 楊世銘 陶文拴 主編《傳熱學》，高等教育出版社，第4版，2006年8月，246頁，563頁 14