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1、精品学习资源1. 概述化工生产中所用的换热器类型很多；按其用途分，有加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器；按其结构分，有列管式、板式等；不同类型换热器，其性能各异；列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热器设备，设计资料和数据比较完善，目前在很多国家已有系列化标准；列管式换热器在换热效率、紧凑性和金属消耗量等方面不及其它新型换热器，但由于它有结构坚固、适应性大、材料范畴广等特殊优点，因而在各种换热器的竞争进展中占有肯定优势；2. 设计方案的确定2.1 列管式换热器型式的挑选本次设计任务是用 25的自来水将甲苯从 105冷却到 60，两种换热流体的温差较大，故可选用浮头式换热器；浮头式换热器管束
2、可以拉出，便于清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热流体的温差较大时，不会由于管束与壳体的膨胀量不同而产生温差应力；2.2 流程的挑选可选水走管程，甲苯走壳程；缘由：冷却水硬度较高，受热后简单结垢，在管内便于清洗，管内流体易于维护较高流速，可以防止悬浮颗粒的沉积；被冷却物料走壳程，便于散热；欢迎下载精品学习资源流体种类流速/m/s）气体管程530壳程315表2 不同黏度流体的流速 以一般钢管为例）流体黏度 /10Ns/m最大流速 m/s）流体黏度 /10Ns/m最大流速m/s）由题意选管程流速为 0.7m/s；2.4 确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值壳程甲苯的定性温度
3、T=82.5管程水的定性温度t =30依据定性温度，分别查表可得有关物性数据：物物质甲苯82.5）水30）性2.3 流速的挑选表1 列管式换热器内常用的流速范畴流体种类流速/19104174密度kg/m 808995.7黏度 pa.s0.00030.000801导热系数 w/3.14 估算传热面积取K值为420w/m A=47.1m4. 换热器的工艺结构尺寸运算4.1 管程与管数欢迎下载精品学习资源选取F 252.5n=109.8取110传热管总根数 N=1102=220根4.3 平均传热温差校正R=P=查表可得 t=0.964.4 采纳三角形排列，取管心距 a=1.25d就：a=1.25 2
4、5=31.2532mm横过管中心线管数 b=1.1=1.1 =16.3 取174.5 壳体内径采纳多管程结构，壳体内径应等于或稍大于关闭的直径：式中 D 壳体内径 ,mm； a 管心距， mm；b 最外层的六角形对角线上的管数；欢迎下载精品学习资源e六角形最外层管中心到壳体内壁距离，一般取e=11.5d，取32mm；圆整可取 D=600mm=0.2 0.6 1）=0.0263m欢迎下载精品学习资源壳体流速及其雷诺数：u =/sRe =普兰特准数：Pr=5.2 管程对流给热系数S =u =Re =Pr=5.3 传热系数 K欢迎下载精品学习资源5.5 换热器压降的运算5.51 管程压降式中分别为直
5、管及回管中因摩擦阻力引起的压强降；结垢校正因数，量纲为 1，对的管子，取 1.4； 管程数； 串联的壳程数；查表得=500时,； 横过管束中心线的管子数； 折流挡板数； 折流挡板间距， m；按壳程流通截面积运算的流速,m/s；而欢迎下载精品学习资源= 6848.7+4659.0壳程流淌阻力也比较相宜；6. 设计结果总汇换热器主要结构尺寸和运算结果见表 3；换热面积 /m工艺参数51.8名称管程壳程物料名称循环水甲苯操作压力 /MPa0.40.6操作温度 /25/35105/60流量/kg/h）8648840000表3 换热器主要结构尺寸和运算结果换热器形式：浮头式流体密度 /0.700.52欢
6、迎下载精品学习资源传热量 /kw1000总传热系数 /497.8传热系数 /0.6170.121污垢系数 /0.0003440.000172阻力降 Pa5737.4813233.8程数21举荐使用材料碳钢碳钢管子规格252.5管数 220管长6000mm管间距/mm32排列方式正三角形折流板形式上下间距200mm壳体内径 /mm600切口高度150mm7. 参考文献1 任晓光 .化工原理课程设计指导 .北京:化学工业出版社 , 20212 夏清 陈常贵.化工原理 .天津:天津高校出版社 ,20053 马江泉冷一欣.化工原理课程设计指导 .北京：中国石化出版社， 20214 刘光启 马连湘刘杰.化学化工物性数据手册 .北京：化学工业出版社， 2002欢迎下载