《化工设计概论》期末论文.doc

《化工设计概论》期末论文
--------------换热器


换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。

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《1》、表面式换热器
   表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。
《2》、蓄热式换热器
   蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
《3》、流体连接间接式换热器                  
   流体连接间接式换热器,是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
《4》、直接接触式换热器
   直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备,例如,冷水塔、气体冷凝器等。
2、按用途分为:
    1、加热器; 加热器是把流体加热到必要的温度,但加热流体没有发生相的变化。
    2、预热器; 预热器预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。
    3、过热器;过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。
    4、蒸发器;蒸发器用于加热流体,达到沸点以上温度,使其流体蒸发,一般有相的变化。
3、按换热器的结构可分为:
   分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。



:设计计算和校核计算













确定物性常数,热负荷、冷却剂用量及平均温差,确定换热器类型及流体流动空间
①
估计传热总数,计算传热面积初值计算
②
选择传热管参数,并计算管程相应参数
计算值与假定值相差较大
③
估计冷凝给热系数
计算值与假定值相差较大
④
压降大于设计压力
裕度过大或过小
核算冷凝给热系数
计算管内给热系数
⑤
总传热系数核算
⑥
计算值与假定值相差不大
折流板计算
⑦
壳侧压降和管侧压降计算,并与设计压力比较
⑧
压降小于设计压力
裕度系数校验
考虑夏冬季的温度差异,改变冷流体进口温度
裕度合适
⑨
计算换热器其余零件
⑩
确定换热器基本尺寸

《1》化工行业
碱液冷却,煤油冷却,硫酸冷却,盐酸冷却,乙醇冷却,氯气干燥,碱厂CO2冷却,过程冷却,循环水冷却等。
《2》供热行业
集中供热, 地板采暖等。采暖工业用和民用两种。暖通空调区域供热中心、水处理加热、游泳池加热、热泵装置、热回收装置、加热水预热、地热站、太阳能站热量回收、空调装置中的冷却、中央冷却。
《3》电力行业
柴油发电机冷却,传动油冷却,燃气轮机冷却,电厂废水热回收,闭式循环水冷却,主机润滑油冷却等。
《4》食品行业
啤酒、饮料的巴氏杀菌、冷却;牛奶的加热、冷却、杀菌;食用油加热冷却;脂肪酸冷却,果汁加热,糖浆加热等。
《5》医药行业
乳液冷却、血浆加热、输液冷却,维生素工艺过程等。
其他相关行业;
《1》造纸行业
废水冷却,清洗水冷却,废水蒸发、热回收系统木浆的凝缩等。
《2》船舶行业
润滑油冷却,燃料油预热,传动油油冷却,活塞冷却剂冷却,中央冷却等。
《3》冶金行业
铸模冷却,乳液冷却,连铸机冷却,高炉密闭循环冷却,液压油冷却,氨溶液冷却,炉水冷却,焦化厂水冷却,进料水冷却等。
《4》钢铁行业
铸模冷却、连铸机冷却、液压油冷却、炉水冷却、焦化厂水冷却、机器冷却剂冷却、压缩机冷却剂、进料水冷却、炉体(电极支座、变压器)的冷却、电解液的加热和冷却表面处理电解液冷却、油漆冷却、电镀浴冷却、除油浴加热、磷化液加热。
应用举例;
石化