换热器设计步骤

目录化工原理课程设计任务书11.标准换热器的一般设计步骤22.传热设计23.物性参数及其选型34.计算两流体的平均温度差35.计算传热系数k36.计算传热面积47.排管和管壳设计48.复核传热系数59.校核有效平均温差810.计算流体阻力911.设计评述11参考文献12课程设计任务书一、设计任务与操作条件在生产过程中需将（4000、5000、6000）kg/h的某种油（在90℃时，污垢热阻为0.000172m2·℃/W）从140℃冷却至40℃，压力为0.3MPa，冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水的入口温度为35℃，出口温度为45℃。设计一列管式换热器满足上述生产需要。定性温度下油的物性参数物性流体C温度3kgm密度smPa黏度11CpkJkgC比热容11WmC导热系数油908250.7152.220.14二、具体要求本设计要求完成以下设计及计算：①设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。②换热器的工艺计算：包括物料衡算、能量衡算、工艺参数选定及其计算。③换热器的主要结构尺寸设计：包括换热设备的主要结构设计及其尺寸的确定等。④主要辅助设备选型，绘制换热器总装配图：包括设备的各类尺寸、技术特性表等。⑤编写设计说明书：作为整个设计工作的书面总结，说明书应简练、整洁、文字准确。内容应包括：封面、目录、设计任务书、概述或引言、设计方案的说明和论证、设计计算与说明、对设计中有关问题的分析讨论、设计结果汇总，参考文献目录、总结及感想等。三、完成后应上交的材料1、设计说明书1份2、换热器装配图1张1非系列标准换热器的一般设计步骤：（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能。（2）由热平衡计算传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。（3）决定流体通入的空间。（4）计算流体的定性温度，以确定流体的物性数据。（5）初算有效平均温差。一般先按逆流计算，待后再校核。（6）选取管径和管内流速。（7）计算传热系数K值，包括管程给热系数和壳程给热系数的计算。由于壳程给热系数与壳径、管束等结构有关，因此一般先假定一个壳程给热系数，以计算Ｋ值，然后在作校核。（8）初估传热面积。考核安全系数和初估性质，因而常取实际传热面积是计算值的1.15～1.25倍。（9）选择管长L。（10）计算管数Nt（11）校核管内流速，确定管程数。（12）画出排管图，确定壳径D和壳程挡板形式及数量等。（13）校核壳程给热系数。（14）校核有效平均温差。（15）校核传热面积，应有一定安全系数，否则需要重新设计。（16）计算流体阻力。如阻力超过允许范围，需要调整设计，直至满意为止。1.系列标准换热器选用的设计步骤（1）至（5）步与1相同。（6）选取经验的传热系数K值。（7）计算机传热面积（8）由系列标准选取换热器的基本参数。（9）校核传热系数，包括管程、壳程给热系数的计算。假如核算的K值与原选的经验值相差不大，就不再进行校核，如果相差较大，则需重新假设K值并重复上述（6）一下步骤。（10）校核有效平均温差。（11）校核传热面积，使其有一定安全系数，否则需要重新设计。（12）计算流体阻力，如超过允许范围，需要叠换热器再行计算。从上述步骤看来，换热器的传热设计师一个反复试算的过程，有时要反复试算2~3次。所以，换热器设计计算实际上带有试差的性质。