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化工原理课程设计

设计说明书

设计题目: 列管式换热器的设计

班 级: 2019级食安1班

学 号： ***8118

学 生: 沈某某

指导教师: 邓某某

起止日期: 2021.5.12 — 2021.5.30

XX大学 食品与生物***

目 录

1 设计任务 3

1.1 设计任务简介 3

2 设计方案 3

3 工艺设计 4

3.1 物料及热量衡算 4

3.1.1 定性温度及物性 4

3.1.2 热负荷计算 5

3.2 固定管板式换热器设计 5

3.2.1 传热温差 6

3.2.2 初步选型 6

3.2.3 核算管某某、壳程压降 6

3.2.4 核算总传热系数 7

3.2.5 核算传热面积 7

4 设计心得 8

5 主要符号说明 9

6 参考文献 10

化工原理课程设计说明书

设计任务

设计任务简介

某炼油厂拟用列管式换热器，将175 °C的柴油与70°C的原油进行换热。原油应预热到110°C。已知柴油的处理量为34000kg/h,密度为715kg/m3, 比热容为2.48kJ/(kg.°C), 热导率为0.133W/(m.°C),黏度为0.64×10-3 N.s/m2。 原油处理量为44000kg/h, 密度为815kg/m3， 比热容为2.2kJ/kg.°C), 黏度为3 mPa.s,热导率为0.128W/(m.°C)。传热管两侧污垢热热均可取为0.000172m2.C/W。 两侧的压力降都不超过0.3at。 试先用一适当型号的列管式换热器。

设计方案

1 换热器类型的选择

在本次设计任务中，两流体温度的变化情况：热流体柴油进口温度为175℃；冷流体原油进口温度70℃，出口温度110℃。该换热器用柴油加热冷流体原油，考虑到换热器管壁和壳体壁温之差较大,温差能超过70℃，因此不易选用固定管板式换热器，且壳程不易拆装，清洗，不适合黏度较大，易结垢的流体。而选用浮头式换热器，虽然浮头式造价较高，但其能消除热膨胀隐患，利于清洗管束，且适合壳体与管束温差较大的情况，因此很适合题目设计，因此选浮头式换热器。

2 流动空间及流速的确定：

在设计中，柴油是热流体，原油是冷流体，且原油的黏度大大的超过柴油的黏度，因此柴油走管某某，原油走壳程，不仅能减小热量的损失，而且能够增大冷流的的湍流程度，更有利于传热。选用管径为?(25×2.5mm)，管某某流速1.2m/s。

工艺设计

物料及热量衡算

定性温度及物性

Q=W1CP1/T原油=W2CP2/t柴油

计算得柴油出口温度t2:

t2=129℃

冷流体原油的定性温度为 (70+110)/2=90℃

热流体柴油的定性温度为 （175+129）/2=152℃

表1 定性温度下的物性数据

物性参数

热流体（柴油）

冷流体（原油）



定性温度（℃）

152

90



密度（kg?m-3）

715

815



粘度（Pa?s）

0.64×10-3

3×10-3



比定压热容（kJ?kg-1?K-1）

2.48

2.2



导热系数（W?m-1?K-1）

0.133

0.128





热负荷

换热器热负荷

Q=W1CP1/T原油

Q=44000×2.2×103×（110℃-70℃）/3600=1075.5kW

固定管 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 理这门课程有了更加感性和理性的认识，我们了解了化工原理设计的基本要求，掌握了化工设计的主要程序和方法，增强了分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还使我们树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风，加强工程设计能力的训练和培养严谨求实的科学作风更尤为重要。

主要符号说明

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参考文献

[1] 曾英主编.化工原理.XX：科学出版社.

[2] 陈某某，等，2009.化工原理.2版.XX：化学工业出版社.

[3] 张某某，周长丽，阎某某.2006.化工原理.XX：化学工业出版社.

[4] 夏某某，陈某某.2005.化工原理.XX：XX大学出版社.

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