化工原理课程设计列管换热器(5)

课程设计

?h??o?925.5w/㎡·k

传热管平均壁温

tw?35.4℃

壳体壁温，可近似取为壳程流体的平均温度，即T=90℃。壳体壁温和传热管壁温之差为 ?t?90?35.4?54.6℃。

2.4.3．换热器内流体的流动阻力

（1）管程流体阻力 ?pt?(?pi??pr)NsNpFs

N?2 , ?pl?u2s?1 , Npi??id i2由Re=25185，传热管对粗糙度0.01，查莫狄图得?i?0.04，流速u=0.55m/s,

??994.3kg/m3,所以:

?p0.04?70.552?994.3i?0.02?22129.8Pa 2?p994.3?0.552r???u2?3?2?454Pa

?p1?(2129.8?454)?2?1.5?7722Pa

7722Pa小于10000Pa

所以：

管程流体阻力在允许范围之内。

- 21 -

课程设计

换热器主要结构尺寸和计算结果见下表：

换热器型式：固定管板式 换热器面积（㎡）：32.5 工艺参数 名称 物料名称 操作压力，MPa 操作温度，℃ 流量，kg/h 流体密度，kg/m3 流速，m/s 传热量，kw 总传热系数，w/㎡·k 管程 循环水 0.1 30/40 31505 997.7 0.55 1038.8 400 494 0.00018 12841 1 碳钢 管长，mm 7000 正三角形 切口高度25% 数据 ￠ 25mmX2 4.5m 正三角形排列 32mm 壳程 煤油 0.03 40/140 5976 825 0.06 对流传热系数，w/㎡·k 5240 污垢系数，㎡·k/w 0.00021 阻力将，Pa 65230 程数 4 使用材料 碳钢 管子规格 Φ25?2 管数 120 管间距，mm 32 排列方式 折流挡板型式 上下 间距，mm 200 壳体内径，mm 500 保温层厚度，mm 项目 数据 项目 壳径D(DN) 500mm 管尺寸 管程数Np（N） 4 管长l（L） 管数n 144 管排列方式 中心排管数nc 13 管心距 - 22 -

课程设计

管程流通面积Si 0.0125 m2 传热面积 49.7m2 结束语 化工原理课程设计是培养个人综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，也起着培养学生独立工作能力的重要作用。

在换热器的设计过程中,我感觉我的理论运用于实际的能力得到了提升，主要有以下几点：

(1)掌握了查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；

(2)树立了既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； (3)培养了迅速准确的进行工程计算的能力；

(4)学会了用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。

从设计结果可看出，若要保持总传热系数，温度越大、换热管数越多，折流板数越多、壳径越大，这主要是因为煤油的出口温度增高，总的传热温差下降，所以换热面积要增大，才能保证Q和K.因此，换热器尺寸增大，金属材料消耗量相应增大.通过这个设计，我们可以知道，为提高传热效率，降低经济投入，设计参数的选择十分重要.

主要参考文献

[1] 《化工原理》天津大学化工原理教研室编 天津：天津大学出版社. （1999）

- 23 -

课程设计

[2] 《换热器》秦叔经、叶文邦等 ，化学工业出版社（2003） [3] 《化工原理（第三版）上、下册》谭天恩、窦梅、周明华等，化学工业出版社（2006）

[4] 《化工过程及设备设计》华南工学院化工原理教研室（1987） [5] 《 化工原理课程设计》贾绍义等，天津大学出版社（2003）

- 24 -

课程设计

22000401 26000101 26000401 41000101 43000101 43000102 43000402 43000403 62000202 62000205 62000208 62126209 62126301 62126303 62126304 62126305 62126401 63125201 64000203 64000204 64000209 64000401 67000207 67000208 67112304 68127101 68127102 68127104 68127105 68132101 68132102 68132105 68132106 69150102 70000101 70000102 70000103 70000104 71120101 71120102

25 工程教育 02 军事理论 08 军训

10 网络资源与信息检索 02 计算机文化基础 13 计算机技术基础A 08 金工实习B 08 电子实习 02 流体力学A 01 工程热力学A 02 传热学A 01 燃烧学 01 热工设备 300 锅炉原理及设备 01 汽轮机原理及系统 01 冶金工艺与热过程 01 锅炉原理及设备课程设计

03 工程力学

02 工程制图与CAD基础B（1） 02 工程制图与CAD基础B（2）

06 机械设计基础 04 机械设计基础课程设计

07 电工学 06 电子学 01 自动检测与控制 09 大学物理（1） 08 大学物理（2） 13 物理实验（1） 18 物理实验（2） 10 高等数学A（1） 12 高等数学A（2）

14 线性代数 06 概率论与数理统计

23 大学语文B

06 毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论

03 马克思主义基本原理 02 思想道德修养与法律基础 09 中国近现代史纲要 46 大学英语（1） 46

大学英语（2）

2 必修 2 必修 2 必修 1.5 必修 2.5 必修 3.5 必修 2 必修 2 必修 4.5 必修 3.5 必修 4 必修 3 必修 3.5 必修 3.5 必修 3.5 必修 3.5 必修 3 必修 3.5 必修 4 必修 1 必修 4.5 必修 2 必修 3 必修 3.5 必修 3 必修 4.5 必修 3.5 必修 1.5 必修 1.5 必修 5.5 必修 5.5 必修 2.5 必修 3 必修 2.5 必修 6 必修 3 必修 3 必修 2 必修 3.5 必修 4.5

必修

75.0 60.0 82.0 80.0 86.0 76.0 83.0 75.0 53.0 57.0 62.0 60.0 70.0 69.0 65.0 82.0 良好 60.0 61.0 87.0 66.0 及格 74.0 66.0 69.0 78.0 82.0 65.0 77.0 74.0 69.0 80.0 71.0 73.0 71.0 80.0 90.0 75.0 76.0 74.0

- 25 -