化工原理课程设计任务书材化学院专业班学生姓名学号：设计题目：列管式换热器设计设计时间：200年月日——200年月日指导老师：吴世彪设计任务：某炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表,两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2·K/W，换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度ε=0.1mm，要求两侧的阻力损失均不超过0.3×105Pa。试设计一台适当的列管式换热器。(y:学号后2位数字)物料温度℃质量流量kg/h比热kJ/(kg·℃)密度kg/m3导热系数W/(m·℃)粘度Pa·s工作压力入口出口柴油175T234000+100*y2.487150.1330.64×10-3常压原油7011044000+150*y2.208150.1283.0×10-3常压设计内容：(1)设计方案的确定及流程说明(2)换热面积的估算(3)管子尺寸及数目计算(4)管子在管板上的排列(5)壳体内径的确定(6)附件设计(选型)(7)换热器校核（包括换热面积、压力降等）(8)设计结果概要或设计一览表(9)对本设计的评述或有关问题的分析讨论(10)参考文献图纸要求：1、换热器化工设备图（1＃图纸）安徽建筑工业学院材化学院化工系目录第一章文献综述第一节概述换热器的概念换热器的分类列管式换热器的标准简介列管式换热器选型的工艺计算步骤第二节换热器设备应满足的基本要求合理的实现所规定的工艺条件安全可靠性安装、操作及维护方便经济合理第三节列管式换热器结构及基本参数管束及壳程分程传热管管的排列及管心距折流板和支撑板旁路挡板和防冲挡板其他主要附件列管式换热器结构基本参数第四节设计计算的参数选择冷却剂和加热剂的选择冷热流体通道的选择流速的选择流向的选择第二章列管式换热器的设计计算第一节换热面积的估算一、计算热负荷估算传热面积第二节换热器及主要附件的试选一、试选管型号二、换热器结构一些基本参数的选择第三节换热器校核一、核算总传热系数二、核算压强降第四节设计结果一览表第五节设计总结及感想一、设计总结二、感想参考文献第一章文献综述(略)第二章列管式换热器的设计计算第一节换热面积的估算一、计算热负荷(不考虑热损失)由于设计条件所给为无相变过程。由设计任务书可知热负荷为Q=w原油Cp原油(t2-t1)=(50000/3600)×2.20×1000×(110-70)=1222222W.由热量守恒可计算柴油出口温度T2Q=w柴油Cp柴油(T1-T2)=(38000/3600)×2.48×1000×(175-T2)=1222222WT2=128.31℃二、计算平均温度差：Δt1=175-110=65℃Δt2=128.31-70=58.31℃逆流温度差℃三．确定流体走向由于原油温度低于柴油，为减少热损失和充分利用柴油的热量，选择原油走壳程，柴油走管程。四．换热面积估算由《化工原理课程设计》的表4-6，取K估=200W/(m2·℃).先假设换热器为单管程、单壳程的，且冷热流体逆流接触。则A估=Q/(K估×Δtm逆)=1222222/(200×61.6)=99.2m2.预先估算传热面积为99.2m2。五、选柴油的流速为u1=1m/s取换热管的规格为Φ25×2.5mm碳素钢管(8.3kg/6m)。估算单管程的管子根数==47.02≈47根。根据传热面积A估计算管子的长度L’,有式中：d1----换热管的内径，为0.02md0----换热管的外径，为0.025m五、管程数Nt的确定由于L’数值太大，换热器不可使用单管程的形式，必须用多管程。我们选择管程的长度为6m，则Nt=L’/6=27/6=4.5≈4.(管程数通常选择偶数)六、校正温度差R=(T1-T2)/(t2-t1)=(175-128.31)/(110-70)=1.167P=(t2-t1)/(T1-t1)=(110-70)/(175-70)=0.381根据R，P的值，查化工原理教材中图4-25(a)，得温度校正系数φ=0.91>0.9,说明换热器采用单壳程，四管程的结构是合适的。Δtm=φ×Δtm逆=0.91*61.6=56.06℃。七、求实际换热面积A实际换热管数为n’×Nt=47×4=188根。A实际=L×(π×d0)×n’=6×(3.14×0.025)×188=88.55m2.实际换热面积为88.55m2.八、选择换热器壳体尺寸选择换热管为三角形排列，换热管的中心距为t=32mm。横过管束中心线的管数：最外层换热管中心线距壳体内壁距离：b'