列管式换热器的设计

《列管式换热器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、江西科技师范学院生命科学学院课程设计说明书专业：食品科学与工程班级：07级（1）班姓名：付友平学号；20070770指导教师：陈振华设计时间：2009年11月15日——12月15日要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。二、要求文字用钢笔或圆珠笔填写，工整、清晰。所附设备安装图用铅笔或计算机绘图画出。三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。一、设计任务书设计题目：列管式换热器的设计设计条件：某生产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65℃之后，进入吸收

2、塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏·h-1，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℃，要求设计一台列管式换热器，完成该生产任务。已知该混和气体在80～100℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度定压比热容=3.297kJ/(kg·℃)热导率W/(m·℃)粘度生产过程流程图一、设计方案简介1．选择换热器的类型三种列管式换热器的比较：固定板式，其优点是：结构简单，造价低廉；其缺点是：壳程不易检修和清洗，不宜用于两流体温差较大，壳程压力过高的场合。U

3、形管换热器，其优点是：结构简单，重量较轻，适合温度和壳程压强过高的场合；其缺点是：管内清洗比较困难，管内要求是洁净的流体，管子需要一定的弯曲半径，管板利用率较低。浮头式换热器，其优点是：适合高温高压场合，可以补偿热膨胀，管束可从壳体中抽出，便于清洗可检修；其缺点是：结构复杂，金属消耗较多，造价高。两流体温度的变化情况：热流体进口温度110℃出口温度65℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季，初春，深秋等水温较低的季节操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较

4、大，且浮头式换热器的浮头管板、钩圈与浮头端盖可拆联接，容易抽出管束，故管内管外都能进行清洗，也便于维修。因此综合考虑以上因素，初步确定选用浮头式换热器。2．管程安排两流体的操作压力为6.9MPa，属中压，理论上应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢，特别在冬天，水的粘度较大，更容易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，而且高温流体走壳程更容易散热，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混

5、和气体的定性温度为℃管程流体（循环水）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。对混合气体来说，最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在87.5℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度定压比热容=3.297kJ/(kg·℃)热导率W/(m·℃)粘度循环水在34℃下的物性数据：密度定压比热容=4.174kj/kg℃热导率=0.624w/m℃粘度pa.s一、工艺计算及主要设备计算传热面积估算1．热流量Q1

6、==227301×3.297×(110-65)=3.37×107kj/h=9367.6kw2.平均传热温差℃平均温差校正系数查表得温度校正系数所以℃3.传热面积由于壳程气体的压力较高，故可选取较大的K值。假设K=280W/(㎡k)则估算的传热面积为4.冷却水的流量工艺结构尺寸1．管径和管内流速选用Φ25×2.5mm较高级碳钢传热管，取管内流速u1=1.3m/s。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，采用非标设计，现取传热管长l=7.5

7、m，则程传热管总根数Nt=552×2=1104根，采用单壳程双管程设计。2.传热管排列和分程方法每程内均按正方形排列，隔板两侧均按正方形排列，每程内含管子数目552根，取管心距t=1.25t=1.25mm取管心距为32mm隔板中心到最近一排管中心距离按式计算，S=各程相邻管的管心距为44mm3.壳体内径采用多管程机构，壳体内径可按取管板利用率则可体内径为了保证管子排列的开度，D可取1350mm4.折流板采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为H=0.25×1400=350m，故可取B=450mm取

8、折流板间距B=0.3D，则B=0.3×1350=405mm，可取B为450mm。折流板数目折合一下折流板可取16折流板圆缺面水平装配，见图。5．其他附件拉杆数量与直径：其拉杆直径为Ф12mm,拉杆数量为10根。6．接管壳程流体进出口接管：取接管内气