化工原理课程设计
–列管式换热器–
院 系: 化学化工学院
班 级： A0511
学 号: 20
姓 名： 余海君
指导老师： 李国朝
完成时间： 2007-12-06
A.设计方案简介
我生产的主要工艺流程是苯进入换热器，饱和水蒸气走壳程，冷却剂苯走管程冷却饱和水蒸气。
B.列管式换热器的设计
（一）.设计任务和操作条件;
需要用150KPa的饱和水蒸气将常压下200C的苯加热到750C，苯的质量流量为45吨/h。试设计一列管式换热器,要求换流器的管程压降小于30KPa，设计完成上述任务的列管式换热器。
（二）.确定设计方案;
1. 选择换热器类型
两流体温度变化情况,热流体进口温度为111℃,出口温度为111℃,冷流体进口温度为20℃,出口温度为75℃.该换热器用水蒸气加热,两流体的温差不是很大,故采用固定管板式换热器.
2.由于水蒸气,易于排除冷凝液,故安排走管间(壳程),根据黏度等性质,苯安排走管内(管程).
3.确定物性系数
a.定性温度可取流体进出口温度平均值;
壳程流体(苯)的定性温度: 0C
管程流体(饱和水蒸气)的定性温度:t=1110C
b.根据定性温度查得管.壳程流体的物性数据;
苯在47.5℃下的有关物性参数如下：
密度 ρ1＝856.11kg/m3
定压比热容 Cp1＝1.763kJ/kg℃
热导率 λ1＝0.1407W/m?0C
粘度 μ1＝0.4412mPa?s
饱和水蒸气在1110C下的物性参数如下：
密度 ρ2＝951.01kg/m3
定压比热容 Cp2＝4.234kJ/kg℃
热导率 λ2＝0.6851W/m?0C
粘度 μ2＝0.259mPa?s
(三). 估算传热面积;
1.计算热负荷（忽略热损失）
2. 饱和水蒸气用量（忽略热损失）
3. 传热平均温度差
先按逆流计算: 饱和水蒸气 : 1110C → 1110C
苯: 750C ← 200C
360C 910C
由于△T1/△T2<2;
所以:℃
(四)．初算传热面积;
参照传热系数K的大致范围，取K=430W/（m²?0c）
则估算传热面积:
考虑15%的面积裕度,则实际面积:
(五).工艺结构尺寸;
1. 选管规格;
选用Ф25mm×2.5mm的无缝，内径 , , 管长5 .
2.总管数和管程数;
总管子根数：
单程时的流速：u
单程时流速较低，为提高效果，考虑用多程，按管程流速的推荐范围，选管程的流速为U=0.75，所以管程数：Np= = 2
3. 确定管板布置；
为便于排布，管的数目一般采取管程的倍数，即：n=128根，我们采用正三角形的排布方式，管与管板采用焊接的结构。
离心距取 ：a=1.25 =32mm
横过中心线管数： =1.1 = =13根
4．管体内径的确定；
采用多管程结构，取管板利用率η=0.75，则壳体内径为：
按壳体标准圆整取
换热管长径比 ，在推荐范围内，比较合适，可采用卧式装置。
5．实际管数的确定；
由管板布置可以知：排管数总数确定为128根；
参考有关数据资料可知：管板厚度为40mm，设管子与管板焊接时伸出管板长度为3mm，所以换热器
实际传热面积为：A=n （ -2 ）=49.43
管程实际流速
6．折流挡板数；
采用弓形折流板，取圆缺形折流板面积为壳体面积的25%，则切去圆缺高度为：
因壳程为单相流体，所以折流板缺口饱和水蒸气平上下布置。缺口上下的折流板底部开一90度小缺口，以便停器时排净器内残液。
取折流板间距：B=0.3D 则
折流板数：
7．其它附件
选拉杆直径为16mm，拉杆数量为6根。
8．接管
a．管程流体进口接管。取管内流速u=0.7m/s
则接管内径：
按管子标准圆整 =170mm的无缝

This entry was posted on 日曜日, 4 月 25th, 2010 at 1:10 AM and is filed under . You can follow any responses to this entry through the feed. You can , or from your own site.