11/12HYPERLINK"/"HYPERLINK"/"目錄TOC\o"1-3"\h\z\u1前言 21.1固定管板式換熱器 22列管式換熱器的工藝設計 32.1試算和初選換熱器的規格 32.1.1計算熱負荷 32.1.2計算兩流體的平均溫度差 32.1.3初選換熱器規格 42.2核算壓強降 42.2.1管程壓強降 42.3核算總傳熱系數 62.3.1管程對流傳熱系數αi 62.3.2殼程對流傳熱系數αo 62.3.3污垢熱阻 72.3.4總傳熱系數KO 7列管式換熱器設計朱婉琴（新疆工業高等專科學校烏魯木齊830091）摘要：本次課程設計是列管式換熱器的設計。列管式換熱器的設計和分析包括熱力設計、流淌設計、結構設計以及強度設計，其中以熱力設計最為重要。列管式的換熱器的設計內容要緊包括依照換熱任務和有關要求確定設計方案，試算和初選換熱器的規格；核算管程、殼程壓強降；核算總傳熱系數。本組選擇的換熱器為型換熱器，計算結果為:K的可能值為450，的計算值是555，，在1.15-1.25范圍內，所選換熱器合適。關鍵詞：列管式換熱器；設計；計算；結論1前言換熱設備是一種實現物料之間熱量傳遞的節能設備，是在化工、石油、輕工、食品、動力、制藥、冶金等許多工業部門中廣泛應用的一種工藝設備。在煉油、化工裝置中，換熱器占設備數量的40%左右，占總投資的30%-45%。隨著環境愛護要求的提高，近年來，加氫裝置的要求越來越多，如加氫裂化，煤油加氫，汽油、柴油加氫和潤滑油加氫等，所需的高溫、高壓的換熱設備的數量隨之加大，在這些場合，換熱設備通常占總投資的50%以上。換熱設備也是回收余熱、廢熱，特不是地位熱能的有效裝置。列管式換熱器是目前化工及酒精生產上應用最廣的一種換熱器。它要緊由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質可分不采納一般碳鋼、紫銅或不銹剛制作。在進行換熱時，一種流體由封頭的連接管處進入，在管內流淌，從封頭另一端的出口管流出，這稱為管程；另一種流體由殼體的接管進入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程。列管式換熱器種類專門多，目前廣泛使用的按其溫差補償結構來分，要緊有以下幾種。1.1固定管板式換熱器這類換熱器的結構比較簡單、緊湊、造價廉價，但管外不能機械清洗。此類換熱器管束連接在管板上，管板分不焊在外殼兩邊，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時，管子和管板于外殼的連接差不多上剛性的，而管內、管外是兩種不同溫度的流體。因此，當管壁與殼壁溫差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產生了專門大的溫差應力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。為了克服溫差應力，必須有溫差補償裝置。一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，為了安全起見，換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節）只能用在殼壁與管壁溫差低于60-70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6Mpa時，由于補償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補償的作用，就應考慮其他結構。2列管式換熱器的工藝設計第四小組設計任務和設計條件某廠用冷卻水冷卻從反應器出來的循環使用的有機液，操作條件及物性如下表：物料溫度/℃質量流量/(kg/h)比熱/[kJ/（kg?℃）]密度/(kg/m3)導熱系數/[W/（m?℃）]黏度/Pa?s入口出口有機液6550400002.2619500.1720.742水25t2200004.18710000.6211試選用一臺適當型號的列管式換熱器。2.1試算和初選換熱器的規格本題為兩流體均不發生相變的傳熱過程，依照兩流體的情況，因有機液為被冷卻流體，水易結垢，選擇水走換熱器的管程，有機液走殼程。2.1.1計算熱負荷W2.1.2計算兩流體的平均溫度差暫按單殼程、多管程進行計算。逆流時平均溫度差為℃℃℃而由圖3-24查得因此℃2.1.3初選換熱器規格依照兩流體的情況，假設W/(㎡·℃)故m2由于℃＜℃，因此不需考慮熱補償。據此，由換熱器系列標準（參見附錄中選定的型換熱器）。有關參數如下：殼徑/mm公稱壓強/atm公稱面積/㎡管程數40016403管子尺寸/mm管長/m管子總數管子排列方法Φ25×2.5686正三角形實際傳熱面積㎡若采納此傳熱面積的換熱器，則要求過程中的總傳熱系數為W/(㎡·℃)。2.2核算壓強降2.2.1管程壓強降式中管程流通面積㎡m/s（湍流）設管壁粗糙度mm,,由關系圖中查得：因此PaPa則Pa2.2.2殼程壓強降其中管子為正三角形排列，取折流擋板間距m殼程流通面積㎡m/s＞因此PaPaPa計算表明，殼程和殼程壓強降都能滿足要求。2.3核算總傳熱系數2.3.1管程對流傳熱系數αi(湍流)W/(㎡·℃)2.3.2殼程對流傳熱系數αo即取換熱器列管之中心距mm。流體通過管間最大截面積為㎡ｍ/ｓ殼程中油品被冷卻，取。因此W/﹙㎡·℃﹚2.3.3污垢熱阻參見表3-16，管內、外測污垢熱阻分不取為㎡·℃/W㎡·℃/W2.3.4總傳熱系數