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换热器课程设计列管式换热器设计
时间: 2024-05-09 10:37:32 | 作者: 新闻动态
课程名称化工原理课程设计题目名称列管式换热器设计专业班级学生姓名20**年6月23目录1.课程设计任务书2.课程设计设计说明书………………………………………………………………32.1确定设计的具体方案3。1.1热流量……………………………………………………………………43.1.2平均传热温度差3。1。3循环冷却水用量…………………………………………………………43.1。4总传热系数K………………………………………………………………44。1计算传热面积…………………………………………………………………55.1工艺结构尺寸6。1.2换热器内流体的流动阻力……………………………………………107。1换热器主要结构参数及附图…………………………………………………113参考文献………………………………………………………………………12《化工原理课程设计》任务书一、设计题目列管式换热器设计二、设计任务某生产的全部过程的流程如图所示,反应器的混合气体经与进料物流换热后,用循环冷却水将其从110进一步冷却至60,之后进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为5104/h,压力为6.9MPa,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为29,出口温度为39,试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。三、设计原始资料(技术参数)混和气体在85下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):恒压比热容=3.297kJ/(kg。)=0。0279w/(m。)粘度=994。3/m3恒压比热容=4.174kJ/(kg)=0.624w/(m)粘度ﻩ四、工作规划1、领取设计任务书,查阅有关的资料(1天);2、确定设计的具体方案,进行有关的设计计算(2天);3、校核验算,获取最终的设计结果(1天);4、编写课程设计说明书(论文),绘制草图等(1天)。五、设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书(论文)电子稿及打印稿1份,并附简单的设备草图。2、课程设计结束时,将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师:(1**面(具体格式见附件1)(2)目录(3)课程设计任务书(4)课程设计说明书(论文)(具体格式见附件2)(5)参考文献(6)课程设计图纸(程序)六、几点说明1、本设计任务适用班级:2011生物工程(本)1班其中:学号1-11号,M=1。2;学号12-22号,M=3。0;学号23—33号,M=5.0.2、课程设计说明书(论文)格式也可参阅《蚌埠学院本科生毕业设计(论文)成果撰写规范》中的相关联的内容.课程设计说明书选择换热器的类型两流体气温变化:热流体进口温度110,出口温度60;冷流体(循环水)进口温度29,出口温度39。该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大,因此初步确定选用带膨胀节的固定板管式换热器。流动空间及流速的确定由于循环冷却水极易结垢,为便于水垢清洗;被冷却的流体宜走壳程,便于利用壳体对外的散热作用,增强冷却效果,考虑,使循环水走管程,热空气走壳程.热空气和冷却水逆向流动换热。确定物性数据定性温度:可取流体进出口温度的平均值。壳程热空气的定性温度为根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。热空气在6。9MPa,85下的有关物性数据如下:密度ρi=90kg/m定压比热容cpi=3。297kJ/(kg)导热系数λi=2。7910—2W/(m)黏度μi=1.510-5Pas循环水在0.4MPa,34下的有关物性数据如下:密度定压比热容cpo=4.174kJ/(kg)导热系数miCpi(T1-T2)=50000/36003.29710mo==2289.58103/[4.174103(39—29)]=54。85(kg/s)总传热系数K管程传热系数壳程传热系数假设壳程的传热系数λ0=390W/(m2)污垢热阻热空气侧的热阻Rsi=0.000344m2/W冷却水侧的热阻Rso=0.000172m2/W钢的导热系数λ=45W/(m考虑15%的面积裕度,S=1。15=195.2()管径和管内流速选用φ252。5mm的传热管(碳钢管),可设管内冷却水流速ui=1m/s。2.管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数Np=L/l=17。7/64(管程)传热管总根数N=1764=704(根)3.平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数按单壳程、四管程结构,温差校正系数查教材图可得=0.95平均传热温差=传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25,则:采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为h=0。251100=275mm,故可取h=2750mm.取折流板间距B=0.3D,则:B=0。31100=330(mm)为便于制造和维修,减小阻力,取B为300mm。接管壳程流体进出口接管:取接管内热空气流速为u=20m/s,则接管内径为取标准管径为245mm.(六)换热器核算1。热量核算壳程对流传热系数对于圆缺形折流板,可采用Kern公式:So=BD(1—)钢的导热系数λ=45W/(m—)根据=350.7W/(m2)Si=Qi/(tm)=2289。58103/(350.748)=136。0(m2)该换热器的实际传热面积Sp=250.7(m2)面积裕度为
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