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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。

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当量直径

流体流动类型为过渡流。

计算壳程流体的对流的对流传热系数，因原油被加热，所以
取1.05。

管壁两侧的污垢热阻均取0.000172m2.C/W，因此，以管外表面积为基准可求出是对应的总穿

可得

将总传热系数的计算值与换热器理论值进行比较，K计算/K选=256/220=1.16，他们的比值为1.15~1.25，符合设计要求。

核算传热面积

经比较发现

即选定换热器的换热面积为计算值的1.25倍，裕量介于10 % ~ 25 %，符合设计要求。

心得体会

通过本次的化工原理课程设计的作业，我收获颇丰，受益匪浅。这次的课程设计成功的让我将上课所学的换热器的理论知识与现实相结合，再一次让我体验到实际运用理论知识的重要性。

换热器的设计，从课本上简单的理论计算，到根据实际需要进行切实地设计，不再简单的进行呆板单调的计算，还要根据具体要求进行选择，区分和验算选择是否恰当。在实际计算过程中，我还发现由于没有及时将所得结果总结，以致在后面的计算中不停地来回翻查数据，这会浪费了大量时间。在一些应用问题上，我直接套用了书上的公式或过程，并没有彻底了解各个公式的出处及用途，对于一些工业数据的选取，也只是根据范围自己选择的，并不一定符合现实应用。因此，一些计算数据有时并不是十分准确的，只是拥有一个正确的范围及趋势，而并没有更细地追究下去，因而可能存在一定的误差，影响后面具体设备的选型。如果有更充分的时间，我想可以进一步再完善一下的。

通过本次课程设计的训练，让我对化工原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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