化工原理課程設(shè)計---列管式換熱器

1、<p><b>　　化工原理課程設(shè)計</b></p><p><b>　　列管式換熱器</b></p><p><b>　　院 系 </b></p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　年 級 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué)生學(xué)號 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1前言4</b></p><p>　　1.1 氨氣的性質(zhì)4</p><p>　　1.1.1氨氣的用途4&

3、lt;/p><p>　　1.1.2 合成氨技術(shù)4</p><p>　　1.2 換熱器的性質(zhì)5</p><p>　　1.2.1 換熱器的分類與特點5</p><p><b>　　2 設(shè)計任務(wù)6</b></p><p>　　2.1 設(shè)計內(nèi)容6</p><p>　　2.2

4、設(shè)計要求6</p><p><b>　　3 設(shè)計方案7</b></p><p>　　3.1 確定設(shè)計方案7</p><p>　　3.2換熱器的選型7</p><p>　　3.2.1 列管式換熱器7</p><p>　　3.2.2 固定管板式換熱器8</p><p&g

5、t;　　3.2.3 浮頭式換熱器8</p><p>　　3.3.3 U型管式換熱器9</p><p>　　3.3.4 填料函式換熱器9</p><p>　　3.3 換熱器內(nèi)冷熱流體通道的選擇9</p><p>　　3.4流體流速的選擇10</p><p>　　3.5換熱管的選擇11</p>&

6、lt;p><b>　　4 物性數(shù)據(jù)11</b></p><p>　　4.1定性溫度11</p><p>　　4.2 物性數(shù)據(jù)11</p><p><b>　　5工藝計算12</b></p><p>　　5.1 物料衡算12</p><p>　　5.2熱量衡算

7、12</p><p>　　6計算總傳熱系數(shù)K13</p><p>　　6.1初算傳熱面積13</p><p>　　6.2工藝尺寸的計算14</p><p>　　6.2.1傳熱管排列和分程方法14</p><p>　　6.2.2殼體內(nèi)徑16</p><p>　　6.2.3折流板16&l

8、t;/p><p>　　6.2.4接管16</p><p>　　6.3換熱器核算17</p><p>　　6.3.1殼程傳熱膜系數(shù)核算17</p><p>　　6.3.2污垢熱阻和管壁熱阻18</p><p>　　6.3.4總傳熱系數(shù)K18</p><p>　　6.3.5傳熱面積校核19&

9、lt;/p><p>　　6.4換熱器內(nèi)流體的壓力降核算19</p><p>　　6.4.1管程阻力19</p><p>　　6.4.2殼程阻力20</p><p>　　6 設(shè)計一覽表21</p><p>　　7設(shè)計體會和收獲22</p><p><b>　　8參考文獻23<

10、;/b></p><p>　　9 主要符號說明24</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　化工原理課程設(shè)計是化工類專業(yè)學(xué)生運用自己已學(xué)課程的知識來解決常規(guī)化工設(shè)計中的問題的一次很好地、全面地鍛煉過程。通過設(shè)計可以不斷增強我們運用綜臺知識的能力，解決工程實際問題的能力和全面分析問題的能力 為此，在我們學(xué)習完化工原

11、理之后，老師讓我們設(shè)計一個列管式換熱器，加強我們對自己知識理解的運用。列管式換熱器是化工生產(chǎn)中常用的一種換熱設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強；單位體積所具有的傳熱面積大并傳熱效果好；而且種類多，型號全。因此，本設(shè)計就是設(shè)計一臺小型臺成氨廠變換工段所用的列管式換熱器。</p><p><b>　　1.1 氨氣的性質(zhì)</b></p><p>　　氨氣在常溫下是氣體，無色有刺激性氣

12、味，易溶于水，氨分子和水通過與氫鍵結(jié)合生成NH3?H2O，NH3?H2O能夠部分電離，反應(yīng)為NH3?H2O＝NH4++OH-。由于氨水呈弱堿性，因此可以和酸反應(yīng)。氨氣溶于水后，加熱易揮發(fā)，因此分離氨氣只需加熱即可。但由于其氣味較大，因此需要進行尾氣處理。</p><p>　　1.1.1氨氣的用途</p><p>　　氨氣的用途非常的廣泛。工藝上可以用氨氣通過氧化制造硝酸，而硝酸是重要的化工

13、原料，也可以用來制造純堿、化肥、尿素、炸藥等。軍事上可以作為一種堿性消毒劑，用于消毒沙林類毒劑。無機工業(yè)用于制造各種鐵鹽。毛紡、絲綢、印染等工業(yè)用于洗滌羊毛、呢絨、坯布溶解和調(diào)整酸堿度，并作為助染劑等。有機工業(yè)用作胺化劑，生產(chǎn)熱固性酚醛樹脂的催化劑。醫(yī)藥上用稀氨水對呼吸和循環(huán)起反射性刺激，醫(yī)治暈倒和昏厥，并作皮膚刺激藥和消毒藥。也用作消毒劑和洗滌劑、中和劑、生物堿浸出劑。還用于制藥工業(yè)，紗罩業(yè)、曬圖等。是近現(xiàn)代化工的基礎(chǔ)原料，還可用于壓

14、縮制冷。</p><p>　　1.1.2 合成氨技術(shù)</p><p>　　在現(xiàn)代社會，氨氣的用途非常的廣泛，因此合成氨的技術(shù)，和對合成氨技術(shù)的改良，對于生成氨的產(chǎn)量是非常重要的。而在合成氨技術(shù)中，對于熱量的控制以及如何利用換熱器減少對燃料的使用，加強熱量回收再利用的效率，這將降低合成氨技術(shù)中投資的費用。</p><p>　　1.2 換熱器的性質(zhì)</p>

15、<p>　　換熱器的用途多樣，不過一般只有兩種用途被經(jīng)常使用，一是降溫；二是加熱。是通過換熱器將一種介質(zhì)中的部分熱量傳遞到另一種介質(zhì)。換熱器是實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中和熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備。而在熱量交換中常有一些腐蝕性、氧化性很強的物料，因此要求換熱器的的材料具有強抗腐蝕性，可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金屬材料以及不銹鋼、鈦、鋯等金屬材料制成。但石墨、陶瓷等非金屬材料制成的換熱器易碎、體積大、導(dǎo)熱差等缺點，但鈦、鋯等稀有金屬

16、制成的換熱器又較為昂貴，不銹鋼則難耐許多腐蝕性介質(zhì)，并會產(chǎn)生晶間腐蝕。</p><p>　　1.2.1 換熱器的分類與特點</p><p>　　換熱器分為很多類，可以按照用途劃分，可以分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、深冷器、過熱器等。</p><p>　　加熱器是把流體加熱到必要的溫度而使用的熱交換器，被加熱的流體沒有相變化。冷凝器是用于冷卻凝結(jié)性氣體，

17、并使其凝結(jié)液化的熱交換器。若使氣體全部冷凝，則稱為全凝器，否則稱為分凝器。</p><p>　　按熱量交換原理和方式劃分混合式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器等。</p><p>　　混合式換熱器：冷、熱流體直接接觸和混合進行換熱。這類換熱器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，常做成塔狀。</p><p>　　間壁式換熱器：冷、熱流體通過將它們隔開的固體壁面進行傳熱，這是工業(yè)上應(yīng)

18、用最為</p><p>　　廣泛的一類。按照傳熱面的形狀及結(jié)構(gòu)特點又可將其分為：管式換熱器、板式換熱器、擴展表面式換熱器。</p><p><b>　　2 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　本次設(shè)計任務(wù)為列管式換熱器工藝設(shè)計，具體如下：某合成

19、氨車間，用冷水冷卻變換氣。變換氣的體積流量4000標準m3/h，其他有關(guān)參數(shù)如下表。</p><p><b>　　表1-1 參數(shù)表</b></p><p>　　冷卻水全年最高溫度為25℃，兩側(cè)的污垢熱阻均可取0.26㎡?K/kW</p><p><b>　　2.2 設(shè)計要求</b></p><p>

20、　　1.準備工作查閱資料、手冊等有關(guān)物性數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.選擇設(shè)計方案包括工藝流程及注意設(shè)備形式的選擇。</p><p>　　3.主要設(shè)備的工藝計算包括工藝參數(shù)的選定、物料衡算、熱量橫算、設(shè)備工藝尺寸計算。</p><p>　　4.輔助設(shè)備的選型和計算包括輔助設(shè)備的主要工藝尺寸計算和設(shè)備型號規(guī)格的選定。</p><p>　　5.

21、設(shè)計論證包括計算結(jié)果的反復(fù)校核、技術(shù)上的可行性、生產(chǎn)上的安全性及經(jīng)濟上的合理性等。</p><p>　　6.工藝流程簡圖的繪制包括物流流向以及化工參數(shù)測量點的標注。</p><p>　　7.主要設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖的繪制包括工藝尺寸技術(shù)特性表和接管表。</p><p>　　8.編著設(shè)計說明書。</p><p>　　9.兩張設(shè)備圖用A3紙打印。<

22、/p><p><b>　　3 設(shè)計方案</b></p><p>　　3.1 確定設(shè)計方案</p><p>　　當我們知曉設(shè)計內(nèi)容，下一步則是根據(jù)內(nèi)容確定設(shè)計方案，一般包括工藝流程及主要設(shè)備形式的選擇。而主要設(shè)備的選型主要是選擇何種列管式換熱器， 流動空間及流速的確定。</p><p><b>　　3.2換熱器的選型

23、</b></p><p>　　本設(shè)計任務(wù)是利用冷流體（水）給氨降溫。利用熱傳遞過程中對流傳熱原則，制成換熱器，以供生產(chǎn)需要。 </p><p>　　選擇換熱器時，要遵循經(jīng)濟，傳熱效果優(yōu)，方便清洗，復(fù)合實際需要等原則。不同的換熱器適用于不同的場合。換熱器的選擇涉及的因素很多，如換熱流體的腐蝕性及其他特性，操作溫度與壓力，換熱器的熱負荷，管程與殼程的溫差，檢修與清洗要求等。而列管式

24、換熱器在生產(chǎn)中被廣泛利用。它的結(jié)構(gòu)簡單、堅固、制造較容易、處理能力大、適應(yīng)性大、操作彈性較大。尤其在高壓、高溫和大型裝置中使用更為普遍。所以首選間壁式換熱器中的列管式換熱器作為設(shè)計基礎(chǔ)。</p><p>　　3.2.1 列管式換熱器</p><p>　　在化工企業(yè)中列管式換熱器的類型很多，如板式，套管式，蝸殼式，列管式。其中列管式換熱器雖在熱效率、緊湊性、金屬消耗量等方面均不如板式換熱器，

25、但它卻具有結(jié)構(gòu)堅固、可靠程度高、適應(yīng)性強、材料范圍廣等特點，因此成為石油、化工生產(chǎn)中，尤其是高溫、高壓和大型換熱器的主要結(jié)構(gòu)形式。列管式換熱器主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填函式換熱器和U型管式換熱器，而其中固定管板式換熱器由于結(jié)構(gòu)簡單，造價低，因此應(yīng)用最普遍。</p><p>　　3.2.2 固定管板式換熱器</p><p>　　這類換熱器操作簡單、便宜。最大的缺點是管外側(cè)清洗困

26、難，因而多用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢或污垢容易化學(xué)處理的場合。當殼壁與殼壁溫度相差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以致管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞整個換熱器，因此，一般管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，換熱器應(yīng)有溫差補償裝置，圖為具有溫差補償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定管板式換熱器。一般這種裝置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。殼程壓強超過6×105Pa時，由于補償圈過厚，難

27、以伸縮，失去溫差補償作用，就應(yīng)考慮采用其他結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.2.3 浮頭式換熱器</p><p>　　用法蘭把管束一側(cè)的管板固定到殼體的一端，另一側(cè)的管板不與外殼連接，以便管子受熱或冷卻時可以自由伸縮。這種形式的優(yōu)點是當前兩側(cè)傳熱介質(zhì)溫差較大時，不會因膨脹產(chǎn)生溫差壓力，且管束可以自由拉出，便于清洗。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。</p><p>　　3.3.

28、3 U型管式換熱器</p><p>　　此類換熱器只有一個管板，管程至少為兩程。由于管束可以取出，管外側(cè)清洗方便，另外，管子可以自由膨脹。缺點是U型管的更換及管內(nèi)清洗困難。</p><p>　　考慮到換熱器管壁與殼壁溫差不超過50 ℃，而且應(yīng)用廣泛，操作簡單、方便。用水冷卻氨氣不易結(jié)垢，所以選擇帶有補償圈的固定管板式換熱器。</p><p>　　3.3.4 填料函式

29、換熱器</p><p>　　填料函式換熱器的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用。&l

30、t;/p><p>　　3.3 換熱器內(nèi)冷熱流體通道的選擇</p><p>　　冷、熱流體流動通道的選擇的一般原則：</p><p>　　不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。</p><p>　　腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時受到腐蝕。</p><p>　　壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力。</

31、p><p>　　飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速 無關(guān)，而且冷凝液容易排出。</p><p>　　流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜，因在殼程Re>100即可達到湍流。但這不是絕對的，如流動阻力損失允許，將這類流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，亦可得到較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。</p><p>　　若兩流體溫差較大，對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜

32、將表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體通入殼程，以減小熱應(yīng)力。</p><p>　　需要被冷卻物料一般選殼程，便于散熱。 </p><p>　　由于氨氣的粘度比水的小，因此冷卻水走管程，氨氣走殼程。另外，這樣的選擇可以使氨氣通過殼體壁面向空氣中散熱，提高冷卻效果。同時，在此選擇逆流。</p><p>　　3.4流體流速的選擇</p><p>　　流體在管程或

33、殼程中的流速，不僅直接影響表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，而且影響污垢熱阻，從而影響傳熱系數(shù)的大小，特別對于含有泥沙等較易沉積顆粒的流體，流速過低甚至可能導(dǎo)致管路堵塞，嚴重影響到設(shè)備的使用，但流速增大，又將使流體阻力增大。因此選擇適宜的流速是十分重要的。根據(jù)經(jīng)驗，表1及表2列出一些工業(yè)上常用的流速范圍，以供參考。</p><p>　　表3—1列管式換熱器內(nèi)常用的流速范圍 表3—2不同粘度液體流速</p>

34、<p>　　根據(jù)列表數(shù)據(jù)以及流體通道的選擇， 選擇變換氣的流速u=5m／s，冷卻水的流速u =0.5m／s，</p><p><b>　　3.5換熱管的選擇</b></p><p>　　選用較小直徑的管子，可以提高流體的對流給熱系數(shù)，并使單位體積設(shè)備中的傳熱面積增大，設(shè)備較緊湊，單位傳熱面積的金屬耗量少，但制造麻煩，小管子易結(jié)垢，不易清洗，可用于較清潔流體。

35、大管徑的管子用于粘性較大或易結(jié)垢的流體。</p><p>　　我國列管式換熱器常采用無縫鋼管，規(guī)格為外徑×壁厚，常用的換熱管的規(guī)格：φ19×2，φ25×2.5，φ38×3。</p><p>　　在此項目設(shè)計中選擇換熱管的規(guī)格為φ25×2.5碳鋼管。</p><p><b>　　4 物性數(shù)據(jù)</b>

36、;</p><p><b>　　4.1定性溫度</b></p><p>　　定性溫度：可取流體進口溫度的平均值。</p><p>　　殼程氨氣的定性溫度：</p><p>　　取冷卻水的進口溫度為15℃，出口溫度為25℃</p><p>　　管程流體的定性溫度為： </p><

37、p><b>　　4.2 物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。 </p><p>　　氨氣在87.5℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： </p><p>　　密度 ρo= 0.925kg/m3</p><p>　　定壓比熱容 cpo= 1.9kJ/(kg

38、3;℃)</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù) λo＝0.058W/(m·℃) </p><p>　　粘度 μo=0.0155×10-5 Pa·s</p><p>　　冷卻水在20℃下的物性數(shù)據(jù)： </p><p>　　密度 ρi=998.2 kg/m3</p><p>　　定

39、壓比熱容 cpi=4.183kJ/(kg·℃) </p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù) λi= 0.05989W/(m·℃)</p><p>　　粘度 μi= 1.005×10-3 Pa·s</p><p><b>　　5工藝計算</b></p><p><b>　　5.1

40、 物料衡算</b></p><p>　　物料衡算是基于質(zhì)量守恒定律，對于穩(wěn)定過程：物流的進料量=物流的出料量</p><p><b>　　變換氣的進料量：</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　5.2熱量衡算</b></p

41、><p>　　熱負荷分為兩種，即工藝熱負荷和設(shè)備熱負荷，工藝熱負荷是指工藝上要求的在單位時間內(nèi)需要對物料加入或取出的熱量，用QL表示，單位為W。設(shè)備熱負荷是熱交換器所具備的換熱能力，所以設(shè)備熱負荷也就是熱交換器的傳熱速率Q。當熱損失不可忽略時，為滿足工藝要求，Q應(yīng)大于QL。 由熱量衡算得到的是工藝熱負荷QL。如果流體不發(fā)生相變化，比熱取平均溫度下的比熱，則有：

42、 （5.1）</p><p>　　式中 ：W---流體的質(zhì)量流量，kg/h； ----流體的平均定壓比熱，kJ/(kg?℃);T----熱流體溫度，℃；t----冷流體溫度，℃； （下標h和c分別表示熱流體和冷流體，下標1和2表示熱交換器的進口和出口）式3-29是熱交換器的熱量衡算式，也稱為熱平衡方程。若流體在換熱過程中有相變，例如飽和蒸汽冷凝成同溫度冷凝液時，則有：

43、 （5.2）式中 ----飽和蒸汽的冷凝速率，kg/h；r----飽和蒸汽的冷凝潛熱，kJ/kg；為滿足工藝要求，應(yīng)該使熱交換器的傳熱速率等于或略大于工藝熱負荷，即：Q≥QL （5.3）</p><p><b>　　所以該換熱器可行。</b></p><p><b>　　6計算總傳熱系

44、數(shù)K</b></p><p><b>　　6.1初算傳熱面積</b></p><p>　　根據(jù)物性數(shù)據(jù)可知，傳熱量</p><p>　　式中：W——為處理量,單位kg/h</p><p>　　冷卻水量 對數(shù)平均溫度 </p><p>　　讀殼程單程、管側(cè)2程或2n程的換

45、熱器修真系數(shù)圖，可知Ft=0.96</p><p>　　則 </p><p>　　查化工原理課程設(shè)計表4-6，假定總傳熱系數(shù)</p><p><b>　　則所需傳熱面積</b></p><p>　　取安全系數(shù)1.04，則 </p><p>　　6.2工藝尺寸的計

46、算</p><p>　　6.2.1傳熱管排列和分程方法</p><p>　　傳熱管采用的是φ25×2.5碳鋼管，則所需管子根數(shù)Nt：</p><p>　　管子排布有以下幾種方式，正方形直列、正方形錯列、三角形直列、三角形錯列、同心圓排列。</p><p>　　本次換熱管設(shè)計采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形

47、排列。由于管子間距Pt，一般是管外徑的1.25倍左右，則Pt=32mm,F=32/2+6=22mm。</p><p>　　橫過管束中心線的管數(shù)</p><p>　　按單程計算，所需傳熱管長度為</p><p>　　按單程管計算其流速為</p><p>　　按單管程設(shè)計，流速過小，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。則該換熱器管程數(shù)為</p>&

48、lt;p>　　選用4.5m長的管，2管程，則一臺換熱器的總管數(shù) 根。</p><p><b>　　管程流通面積的計算</b></p><p>　　與查的的0.005m十分接近。</p><p>　　查附錄二十八得相近固定管板式換熱器的主要參數(shù)</p><p>　　表5-1初選固定管板式換熱器的主要參數(shù)</p&

49、gt;<p>　　6.2.2殼體內(nèi)徑 </p><p>　　采用雙管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η＝0.7，則殼體內(nèi)徑為 </p><p>　　可取D＝273mm </p><p><b>　　6.2.3折流板 </b></p><p>　　采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25％，則切去的圓缺高度為

50、h＝0.25×400＝100mm，故可取h＝100mm。 </p><p>　　取折流板間距B＝0.5D，則B＝0.5×400＝200mm，可取B為200mm。 </p><p>　　折流板數(shù) NB=傳熱管長/折流板間距-1=4500/200-1=21(塊)</p><p>　　折流板圓缺面水平裝配。 </p><p>　

51、　根據(jù)換熱器拉桿選擇標準(附表),本換熱器殼體內(nèi)徑D=273mm,可選用拉桿直徑10mm，拉桿數(shù)目4個。</p><p>　　殼程入口處應(yīng)設(shè)防沖擋板。</p><p><b>　　6.2.4接管 </b></p><p>　　殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)氨氣流速為 u＝5 m/s，則接管內(nèi)徑為 </p><p>　　圓整

52、后可取管內(nèi)徑為560mm。 </p><p>　　管程流體進出口接管：取接管內(nèi)冷卻水流速 u＝1.5 m/s，則接管內(nèi)徑為 </p><p>　　式中：V—冷卻水用量，單位kg/h</p><p>　　圓整后可取管內(nèi)徑為60mm。</p><p><b>　　管程流通面積</b></p><p>

53、　　式中：d0——為管子內(nèi)徑，單位m</p><p>　　ns——為換熱管管子數(shù)，單位根</p><p>　　管程流體流速和雷諾數(shù)分別為</p><p><b>　　管程傳熱膜系數(shù)</b></p><p>　　式中 ：αi----流體的平均定壓比熱，w/(m2?℃)</p><p><b&g

54、t;　　6.3換熱器核算</b></p><p>　　6.3.1殼程傳熱膜系數(shù)核算</p><p>　　管子按正三角形排列，傳熱當量直徑為</p><p><b>　　殼程流通截面積</b></p><p><b>　　雷諾數(shù) </b></p><p><b

55、>　　普朗特數(shù) </b></p><p><b>　　黏度校正</b></p><p><b>　　則殼程傳熱膜系數(shù)</b></p><p>　　6.3.2污垢熱阻和管壁熱阻</p><p>　　查表知，兩側(cè)污垢熱阻均為 。已知管壁厚度為，不銹鋼在此條件下的熱導(dǎo)率為50.95W/

56、m·℃。</p><p>　　6.3.4總傳熱系數(shù)K</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　6.3.5傳熱面積校核</p><p><b>　　傳熱面積</b></p><p>　　式中：Q——為傳熱量，單位 </p>

57、;<p>　　K——校正后的傳熱系數(shù)，單位w/m2?℃</p><p><b>　　實際傳熱面積</b></p><p>　　換熱器的面積裕度為 </p><p>　　傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。</p><p>　　6.4換熱器內(nèi)流體的壓力降核算</p><p>

58、;<b>　　6.4.1管程阻力</b></p><p>　　由 ，傳熱管相對粗糙度0.005，參考圖雙對數(shù)坐標圖得 ，流速 ， ，所以</p><p>　　管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。</p><p><b>　　6.4.2殼程阻力</b></p><p><b>　　按下式計算<

59、/b></p><p><b>　　，其中</b></p><p><b>　　流體流經(jīng)管束的阻力</b></p><p>　　流體流過折流板缺口的阻力</p><p>　　，其中h=0.1m,D=0.273m</p><p><b>　　則</b>

60、;</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　總阻力 </b></p><p><b>　　6 設(shè)計一覽表</b></p><p><b>　　7設(shè)計體會和收獲</b></p><p>　　當初此當初

61、次接觸化工原理課程設(shè)計，還荒謬地以為是像其他課程一樣是實驗類的，聽課的時候也一頭霧水，根本不知道該做什么，該怎么做，無從下手，只是覺得好難。 尤其是做過化工設(shè)計之后，覺得換熱器設(shè)計挺簡單的，可實際上當我真的開始做設(shè)計的時候，才發(fā)現(xiàn)自己的知識有多么的不充實。</p><p>　　所以自己設(shè)計的時候只能是根據(jù)老師提供的模板，用新的數(shù)據(jù)代替舊的數(shù)據(jù)，其他的公式完全照抄，花了好久的時間，終于把計算部分完成了。裕度11％，

62、在合理范圍內(nèi)，但是，一看壓力降，徹底崩潰了，1萬多千帕，天啊，完全不合理。再細看模板和自己的設(shè)計的時候，發(fā)現(xiàn)了很多問題，我的設(shè)計根本是行不同，果真用這設(shè)計的話，也是謀財害命。</p><p>　　雖然老師給予了我一個暑假的時間，可還是覺得不夠充足，主要是自己的書籍沒有帶齊，不像在學(xué)校的時候有很多的資料可以查找。因此只有自己再重新計算和查找自己的錯誤之處。在整個設(shè)計過程中，遇見了很多的困難，不知道怎樣開始，不知道怎

63、樣根據(jù)老師的模板設(shè)計，尤其是做到了工藝計算中的物料衡算和熱量衡算的時候完全不知道怎么樣開始，只有自己開始琢磨，想了好久好久查閱了化工原理等資料，才知道怎樣設(shè)計。</p><p>　　因此，有花了好多的時間在計算上。</p><p>　　那么接下來就是畫圖了，由于學(xué)過機械制圖還有AUTO CAD，以為畫圖比較簡單，一天左右可以完成，誰知道，畫圖更難，這主要是因為在設(shè)計的時候，沒有兼顧考慮到畫

64、圖，因此設(shè)計出來的管數(shù)很難安排，冥思苦想了好久，換了好多方案，查了好多資料，換了多種排列方法，還是行不通。</p><p>　　最終，只好把管數(shù)安排成易于排列的數(shù)目，才解決了這個問題。</p><p>　　其實， 在整個的設(shè)計過程中，自己還是學(xué)習到了很多的知識，比如對知識的掌握，對軟件的運用，對公式文檔的編排與設(shè)計，都有了很大的進步。相信通過了這次的化工原理設(shè)計，自己在以后的學(xué)習生活中將會

65、有很大的益處。</p><p><b>　　8參考文獻</b></p><p>　　《化工工藝設(shè)計手冊》，中國石化集團上海工程有限公司編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003,7</p><p>　　《化工原理課程設(shè)計》，王國勝主編，大連理工大學(xué)出版社，2006,8</p><p>　　《化工原理》，柴誠敬編，高等教育出版社，201

66、0.5</p><p>　　《化工設(shè)備設(shè)計》，潘國呂，郭慶豐 編著，清華大學(xué)出版社，1996.</p><p>　　《化工物性算圖手冊》，劉光啟等 編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　化工設(shè)備計算， 聶清德，化工出版社，1991 第一版</p><p>　　《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊 》《化學(xué)化工工具書》等.</p>

67、<p><b>　　9 主要符號說明</b></p><p><b>　　英文字母</b></p><p>　　B——折流板間距，m；C——系數(shù)，無量綱；d——管徑，m；D——換熱器外殼內(nèi)徑，m；f——摩擦系數(shù)；F——系數(shù)；h——圓缺高度，m；K——總傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；L——管長，m；m——程數(shù)

68、；n——指數(shù)； 管數(shù)； 程數(shù)；N——管數(shù)； 程數(shù)；NB——折流板數(shù)；Nu——努塞爾特準數(shù)；P——壓力，Pa； 因數(shù)；Pr——普蘭特準數(shù)；q——熱通量，W/m2；Q——傳熱速率，W；r——半徑，m；氣化潛熱，kJ/kg；</p><p>　　R——熱阻，m2·℃/W； 因數(shù)；e——雷諾準數(shù)；</p><p>　

69、　S——傳熱面積，m2；t——冷流體溫度，℃；</p><p>　　管心距，m；T——熱流體溫度，℃；u——流速，m/s；W——質(zhì)量流量，kg/s，V——體積流量，m3/s。希臘字母α——對流傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；Δ——有限差值；λ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；</p><p>　　μ——粘度，Pa·S；ρ——密度，kg/m3；ψ—