化工原理毕业课程设计《用水冷却氯苯换热器设计》
17页1、化工原理课程设计化工原理课程设计-用水冷却氯苯换热器设计用水冷却氯苯换热器设计成绩 东南大学成贤学院 题 目 用水冷却氯苯换热器设计 课 程 名 称 化工原理 专 业 化学工程与工艺 班 级 11化工 2班 学 生 姓 名 张冬燕 学 号 06111205 设 计 地 点 成贤院 315 指 导 教 师 姚刚 设计起止时间:2013年9月2日至2013年9月13日 1 目录 1.1.换热器设计任务书。错误未定义书签。3- 1.2(换热器的结构形式。3 1.3管板式换热器的优点。错误- 未定义书签。41.4列管式换热器的结构。错误未定义书签。5- 1.6管板式换热器的类型及工作原理。错误未定义书签。6- 1.7确定设计方案。错误未定义书签。7- 2.1设计参数。7 2.2核算总传热系数。7 2.3核算压力降 。错误未定义书签。10- 2.4换热器主要结构尺寸和计算结果。9 2.5 换热器结构图。9 2.6管板分布图。9 2.7结束语。9 2.8参考文献。9 2 1.1课程设计任务书 一、 设计题目:水冷却氯苯换热器的设计 二、 操作条件: 1. 氯苯:入口温度120?,出口温度25?。
2、2. 冷却介质:循环水,入口温度20?。 5 3. 允许压强降:不大于110Pa。 4. 每年按330天计,每天24小时连续运行。 三、 设备型式:管壳式换热器 四、 处理能力:学号,40万吨/年 五、 设计要求: 1. 选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2. 管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计 3. 设计结果概要或设计结果一览表 。 4. 设备简图(要求按比例画出主要结构及尺寸)。 5. 对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.2换热器的结构形式 1.管壳式换热器 管壳式换热器又称列管式换热器,是一种通用的标准换热设备,它具有结构简单,坚固耐用,造价低廉,用材广泛,清洗方便,适应性强等优点,应用最为广泛。管壳式换热器根据结构特点分为以下几种: (1) 固定管板式换热器 固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起,这类换热器结构简单,价格低廉,3 但管外清洗困难,宜处理两流体温差小于50?且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。 带有膨胀节的固定管板式换热器,其膨胀节的弹性变形可减小温差应力,这种补偿方法适用于两流体温差小于70?且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。 (2) 浮头式
3、换热器 浮头式换热器的管板有一个不与外壳连接,该端被称为浮头,管束连同浮头可以自由伸缩,而与外壳的膨胀无关。浮头式换热器的管束可以拉出,便于清洗和检修,适用于两流体温差较大的各种物料的换热,应用极为普遍,但结构复杂,造价高。 (3) 填料涵式换热器 填料涵式换热器管束一端可以自由膨胀,与浮头式换热器相比,结构简单,造价低,但壳程流体有外漏的可能性,因此壳程不能处理易燃,易爆的流体。 2.蛇管式换热器 蛇管式换热器是管式换热器中结构最简单,操作最方便的一种换热设备,通常按照换热方式不同,将蛇管式换热器分为沉浸式和喷淋式两类。 3.套管式换热器 套管式换热器是由两种不同直径的直管套在一起组成同心套管,其内管用U型时管顺次连接,外管与外管互相连接而成,其优点是结构简单,能耐高压,传热面积可根据需要增减,适当地选择管内、外径,可使流体的流速增大,两种流体呈逆流流动,有利于传热。此换热器适用于高温,高压及小流量流体间的换热。 1.3管板式换热器的优点 (1) 换热效率高,热损失小 在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000,400
4、0 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3,5倍。设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3,1/ 4。 (2) 占地面积小重量轻 除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。换热所用板片的厚度仅为0. 6,0. 8mm。同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。 4 (3) 污垢系数低 流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。 (4) 检修、清洗方便 换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。 (5) 产品适用面广 设备最高耐温可达180 ?, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。 当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其
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