化工原理 换热器设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：第-18-页第-18-页|化工原理课程设计任务书专业班级：07过控02学生姓名：赵凯学号：0703020228一设计题目：正戊烷冷凝器的设计二课题条件（文献资料仪器设备指导力量）（一）设计任务设计一冷凝器冷凝正戊烷蒸气;处理能力：6万吨/年。正戊烷蒸气压力：0.75kgf/cm2其饱和温度为52蒸发潜热为83kcal/kg冷却剂：自来软水进口温度出口温度（二）操作条件：（1）生产方式：连续操作（2）生产时间：每年以300天计算每天24小时（3）冷凝器操作压力为常压管程和壳程的压力均不大于30kpa三．设计任务1.确定设计方案绘制工艺流程图。2.热力学计算2.1热力学数据的获取2.2估算传热面积2.3工艺尺寸的计算2.4面积核算2.5壁温校核2.6压降校核3.结构设计3.1冷凝器的安装3.2管设计3.3管心距设计3.4管板设计3.5折流板设计3.6壳体设计3.7接管设计3.8封头设计3.9法兰设计3.10支座设计3.11其他4.设计计算结果汇总表5.设计结果评价6.绘制装配图7.编制设计说明书设计流程图确定物性常数热负荷、冷却剂用量及平均温差确定换热器类型及流体流动空间①估计传热总数计算传热面积初值计算②选择传热管参数并计算管程相应参数计算值与假定值相差较大③估计冷凝给热系数计算值与假定值相差较大④压降大于设计压力裕度过大或过小核算冷凝给热系数计算管内给热系数⑤总传热系数核算⑥计算值与假定值相差不大折流板计算⑦壳侧压降和管侧压降计算并与设计压力比较⑧压降小于设计压力裕度系数校验考虑夏冬季的温度差异改变冷流体进口温度裕度合适⑨计算换热器其余零件⑩确定换热器基本尺寸工艺流程图热力学计算1.热力学数据的获取正戊烷液体在定性温度（52℃）下的物性数据（查化工原理附录）循环水的定性温度：入口温度为出口温度为循环水的定性温度为两流体的温差故选固定管板式换热器两流体在定性温度下的物性数据如下物性流体温度℃密度kg/m3粘度mPa·s比热容kJ/(kg·℃)导热系数W/(m·℃)正戊烷525960.182.340.157循环水32.59940.7254.080.6262.估算传热面积（1）计算热负荷=6/(30024)=8333.3kg/h=2.31kg/s（2）冷却水用量==804.3/4.08(40-25)=13.1kg/s（3）计算有效平均温度差逆流温差（4）选取经验传热系数K值根据管程走循环水壳程走正戊烷总传热系数K现暂取：（5）估算换热面积3.工艺尺寸计算（1）管径和管内流速TC"管径和管内流速"\fC\l"2"选用Φ25×2.5mm较高级冷拔传热管（碳钢）取管内流速u1=0.8m/s。（2）管程数和传热管数TC"管程数和传热管数"\fC\l"2"可依据传热管内径和流速确定单程传热管数=(根）按单程管计算所需的传热管长度为L=按单程管设计传热管过长宜采用多管程结构。根据本设计实际情况现取传热管长l=4.5m则该换热器的管程数为=传热管总根数N=53×4=212(根）（3）平均传热温差校正及壳程数:平均温差校正系数有:R=P=单壳程双管程结构查得平均传热温差℃由于平均传热温差校正系数大于0.8同时壳程流体流量较大故取单壳程合适。（4）壳体内径TC"壳体内径"\fC\l"2"采用多管程结构壳体内径可按下式估算。取管板利用率η=0.7则壳体内径为D=1.05t按卷制壳体的进级档可取D=600mm则横过管数中心线管的根数（根）卧式固定管板式换热器的规格如下：公称直径D…………………………600mm公称换热面积S……………………66.8m2管程数…………………………