化工设计--正戊烷冷凝器.doc

XXXX学院
《化工原理》课程设计说明书
设计题目正戊烷冷凝器
学生姓名 XX
指导老师
学院
专业班级
完成时间
目录
《化工原理》课程设计说明书 1
第一章概述 1
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第二节设计方案的确定 3
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、冷却剂的选择 4
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第三节列管式换热器的结构 5
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第四节换热器的设计计算 7
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. 热负荷 8
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. 热量核算 10
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参考文献 14
设计心得 15
第一章概述

不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器,但它的基本原理与前一种情形并无本质上的差别。
英语翻译:heat exchanger
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,、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史。现在,它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用,尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中,列管式换热器仍处于主导地位。同时板式换热器也已成为高效、紧凑的换热设备,大量地应用于工业中。

列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温差补偿结构来分,主要有以下几种:
1. 固定管板式换热器:
这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况。,难以伸缩,失去温差补偿的作用,就应考虑其他结构。
2. 浮头式换热器:
换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。
3. 填料函式换热器:
这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
4. U型管式换热器:
U形管式换热器,每根管子都弯成U形,两端固定在同一块管板上,每根管子皆可自由伸缩,从而解决热补偿问题。管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。优点是结构简单,质量轻,适用于高温高压条件。

本设计按以下几个阶段进行:
(1)设计方案确定和说明。根据给定任务,对列管式换热器的操作条件、主要设备型式及其材质的选取等进行论述
(2)列管式换热器的工艺计算。
(3)列管式换热器设计:计算列管式换热器各主要工艺尺寸,进行流体力学校核计算,并画出列管式换热器的操作性能图。
(4)抄写说明书。
(5)绘制列管