化工設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)

上傳人:仙*** 文檔編號(hào):29800302 上傳時(shí)間:2021-10-08 格式:DOC 頁(yè)數(shù):13 大?。?03.50KB
收藏 版權(quán)申訴 舉報(bào) 下載
化工設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
第1頁(yè) / 共13頁(yè)
化工設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
第2頁(yè) / 共13頁(yè)
化工設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)_第3頁(yè)
第3頁(yè) / 共13頁(yè)

下載文檔到電腦,查找使用更方便

15 積分

下載資源

還剩頁(yè)未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《化工設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《化工設(shè)計(jì)換熱器 設(shè)計(jì)(13頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目錄: 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………… 0 概述……………………………………………………………… 1 設(shè)計(jì)方案………………………………………………………… 2 設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù)……………………………………… 2 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………… 3 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表………………………………………………… 9 設(shè)計(jì)自我評(píng)述…………………………………………………… 10 參考資料………………………………………………………… 11 主要符號(hào)………………………………………………………… 12 附錄……………………………………

2、………………………… 13 概述 換熱器是化學(xué)、石油化學(xué)及石油煉制工業(yè)中以及其他一些行業(yè)中廣泛使用的熱量交換設(shè)備,它不僅可以單獨(dú)作為加熱器、冷卻器等使用,而且是一些化工單元操作的重要附屬設(shè)備,通常在化工廠的建設(shè)中換熱器的投資比例為11%,在煉油廠中高達(dá)44%。 由于工業(yè)生產(chǎn)中所用換熱器的目的和要求各不相同,換熱設(shè)備的類型也多種多樣。按換熱設(shè)備的傳熱方式劃分主要有直接接觸式、蓄熱式和間壁式三類。雖然直接接觸式和蓄熱式換熱設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易等特點(diǎn),但由于在換熱過程中,有高溫流體和低溫流體相互混合或部分混合,使其在應(yīng)用上受到限制。因此工

3、業(yè)上所用的換熱設(shè)備以間壁式換熱器居多。間壁式換熱器從結(jié)構(gòu)上大致可分為管式換熱器和板式換熱器。管式換熱器主要包括蛇管、套管和列管式換熱器;板式換熱器主要包括型板式、螺旋板式和板殼式換熱器。一般來說,板式換熱器單位體積傳熱面較大。設(shè)備緊湊,材料耗量低,傳熱系數(shù)大,熱損失小。但承壓能力較差,處理量較小。且制造加工較復(fù)雜,成本較高。而管式換熱器雖然在傳熱性能和設(shè)備的緊湊性上不及板式換熱器,但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工制造容易,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,性能可靠,適應(yīng)面廣等突出優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中,特別是列管式換熱器應(yīng)用最廣泛,而且設(shè)計(jì)資料和數(shù)據(jù)較為完善,技術(shù)上比較成熟。 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 (一)設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條件

4、 該換熱器E0401利用從第一個(gè)反應(yīng)器R0401出來的完成部分變換反應(yīng)的高溫氣體(變化氣)對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器前的未反應(yīng)氣體(爐氣)進(jìn)行預(yù)熱,達(dá)到降低產(chǎn)品氣體的溫度,同時(shí)加熱原料氣體至反應(yīng)溫度的目的。反應(yīng)用四個(gè)換熱器達(dá)到換熱目的。已知變化氣的流量為 202686.6Nm3/h壓力79.95bar 進(jìn)口溫度334℃ 出口溫度 305℃ 爐氣的流量為 202636.6Nm3/h 壓力 81.45bar 進(jìn)口溫度 250℃ 出口溫度 275℃ 試設(shè)計(jì)四臺(tái)列管換熱器,完成該生產(chǎn)任務(wù),四臺(tái)換熱器采用并聯(lián)方式.. (二)確定設(shè)計(jì)方案 1.選擇換熱器類型 兩流體溫度變化情況:變化氣 進(jìn)口溫度334℃ 出口

5、溫度305℃;爐氣 進(jìn)口溫度250 ℃出口溫度275℃。初步確定浮頭管式換熱器。 2.流程安排 通過熱流量計(jì)算 變換氣大于爐氣 由于殼程氣體傳熱效果略差 所以變換氣走殼程 爐氣走管程 (三)確定物性數(shù)據(jù) 定性溫度:對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體,其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值 殼程變換氣的定性溫度為 ℃ 管程爐氣的定性溫度為 ℃ 殼程變換氣在319.5℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下:(計(jì)算得) 密度 =27.55kg/ 定壓比熱容 =2.064266 kJ/(kgK) 熱導(dǎo)率 =0.099494W/(mK) 黏度 =0.050

6、7Pas 管程爐氣在262.5℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù): 密度 =27.46kg/ 定壓比熱容 =1.94122 kJ/(kgK) 熱導(dǎo)率 =0.066781 W/(mK) 黏度 =0.0731 Pas (四)估算傳熱面積 1.熱流量 變換氣(殼程) ==1396004kg/h =83569984.198856KJ/h=23213.9KW 爐氣(管程) ==1391100kg/h =67510791KJ/h=18753KW 由于殼程流體分布不均 影響傳熱效果 熱流量計(jì)算取管程 2.平均傳熱溫差 先按純逆流計(jì)算 =57(K) 3.估算傳

7、熱面積 查表氣-氣傳熱系數(shù)范圍10-35 W/(K) 取較大K值35 W/(K) 則估算的傳熱面積 =9400() (五)工藝結(jié)構(gòu)尺寸 1.管徑和管內(nèi)流速 選用較高級(jí)冷拔傳熱管(不銹鋼),取管內(nèi)流速=25m/s 2.管程數(shù)和傳熱管數(shù) 依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) =1626(根) 按單程管計(jì)算,所需的傳熱管長(zhǎng)度為 =73.64 (m) 按單程管程設(shè)計(jì),管過長(zhǎng),選用多管程選取傳熱管長(zhǎng)=12m 則該換熱器的管程數(shù)為 =6.13 取整數(shù) =7(管程) 傳熱管總根數(shù) = 16267=11382(根) 3.平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 按單殼程,多管程

8、結(jié)構(gòu),查圖得 0.96 平均傳熱溫差 (℃) 由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于0.8,同時(shí)殼體流體流量較大,故取單殼程合適。 4.傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法,即每程內(nèi)按正三角形排列,隔板兩側(cè)采用矩形排列 傳熱管和管板連接方法采用焊接法 取管心距t=1.25,則 t=1.2525=31.2532(mm) 隔板中心到其最近一排管中心距離 (mm) 各程相鄰管的管心距為44mm. 每程各有傳熱管1626根。 5.殼體內(nèi)徑 取管板利用率=0.7 則殼體內(nèi)徑為 =4284.5(mm) 按卷制殼體的進(jìn)級(jí)擋,可取D=4300mm. 6.折流板 由于是單

9、殼程無(wú)需設(shè)置縱向折流板,橫向折流板采用弓形折流板,取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為 h = 0.254300=1075(mm)故可取h=1080(mm) 取折流板間距B=0.2D B=0.24300=860(mm) 可取B=900(mm) 折流板數(shù) (塊) 折流板圓缺面水平裝配,如下圖。 7.其他附件 殼程入口處應(yīng)設(shè)計(jì)防沖擋板 8.接管 殼程流體進(jìn)出口接管:取接管內(nèi)氣體流速為=25m/s (m) 圓整后=850mm 管程流體進(jìn)出口接管:取接管內(nèi)氣體流速=28m/s (m) 圓整后=800mm (六)換熱器核算 1.熱流量核算 (

10、1)殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 用克恩法計(jì)算 =0.020 殼程流通截面積 殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為 (m/s) 普朗特?cái)?shù) 黏度校正 1 (2)管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 管程流體流通截面積 管程流體流速 普朗特?cái)?shù) (3)污垢熱阻和管壁熱阻 管外側(cè)污垢熱阻 =0.0001K/W 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 =0.0002K/W 管壁熱阻計(jì)算,不銹鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為18.49W/(mK) 所以 (4)傳熱系數(shù) = =54.246 (5)傳熱面積裕度 該換熱器的實(shí)際傳熱面積A = 該換熱器的面積裕度 ==69.64%

11、 該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù). 2壁溫核算 傳熱管平均壁溫 =270.3℃ 殼體壁溫與傳熱管壁溫之差為 =48.9℃ 3換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 (1)管程流動(dòng)阻力 由Rei=2566768,傳熱管相對(duì)粗糙度0.2/20=0.01,查莫狄圖得λi=0.04 W/m?K, 流速ui=14.68 m/s,ρi=639.2 kg/m3,所以 =2758579.4(Pa) =206539.3(Pa) =8895355.8(Pa) (2)殼程阻力 Ns=1 Fs=1 流體流經(jīng)管束的阻力 F=0.5 =0.0527

12、 =22.5 =39 =30317(Pa) 流體流過折流板缺口的阻力 =111346(Pa) 總阻力=141663(Pa) (七)換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸 參數(shù) 管程 殼程 流率 /(kg/h) 1391100 1396004 進(jìn)/出溫度/℃ 250/270 334/305 壓力/bar 81.2 79.5 物性 定性溫度/℃ 262.5 319.5 密度/(kg/) 27.46 27.55 定壓比熱容/[kJ/(kgK)] 1.94122 2.064266 黏度/Pas 0.0000731

13、 0.0000507 熱導(dǎo)率/[W/(mK)] 0.066781 0.099494 普朗特?cái)?shù) 2.125 1.052 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù) 形式 浮頭 臺(tái)數(shù) 4 殼體內(nèi)徑/mm 4300 殼程數(shù) 1 管徑/mm 管心距/mm 11 管長(zhǎng)/mm 12000 管子排列 組合 管數(shù)目/根 11382 折流板數(shù)/個(gè) 12 傳熱面積/ 10722 折流板間距/mm 900 管程數(shù) 7 材質(zhì) 不銹鋼 主要計(jì)算結(jié)果 管程 殼程 流速/(m/S) 24.994 16.63 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/[W/(K)] 1702 1457 污

14、垢熱阻/(K/W) 0.0002 0.0001 熱流量/Kw 18753 傳熱溫差/K 54.7 傳熱系數(shù)/[W/(K)] 54.246 裕度/% 69.64% (八)設(shè)計(jì)自我評(píng)述 通過自行設(shè)計(jì)工程中使用的換熱器,初步了解了換熱器設(shè)計(jì),以及復(fù)雜的工程計(jì)算.通過工程計(jì)算選取合適的尺寸等等,遠(yuǎn)比想象中困難的多.甚至感覺到時(shí)間緊迫,與手頭資料不全.平時(shí)要養(yǎng)成積攢重要資料的習(xí)慣.設(shè)計(jì)一臺(tái)符合規(guī)格,生產(chǎn)要求的換熱器所考慮的諸多事項(xiàng) 通過大量的查找文獻(xiàn),捕捉數(shù)據(jù)過程,充分培養(yǎng)了我的自我學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考能力,進(jìn)一步加深了對(duì)化工設(shè)計(jì)和步驟的了解 由于是初次設(shè)計(jì),時(shí)間緊湊,設(shè)計(jì)

15、有諸多欠缺考慮之處,而面積裕度達(dá)到了60%+有很多不足之處.希望通過以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐逐漸改善. (九)參考資料 化工原理 上冊(cè).大連理工出版社 化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)(第二版).化學(xué)工業(yè)出版社 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書 換熱器.化學(xué)工業(yè)出版社 換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)石化出版社 (十)主要符號(hào) 符號(hào) 意義 單位 A 傳熱面積 B 厚度 m 定壓比熱 d 直徑 m 管外徑 m K 傳熱系數(shù) l 長(zhǎng)度 m M 質(zhì)量流率 kg/s Q 熱流密度 R 熱阻 R 半徑 m T 溫度 K 傳熱溫差 K 溫差修正系數(shù) - t 時(shí)間 s 導(dǎo)熱系數(shù) 傳熱效率 -

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號(hào):ICP2024067431號(hào)-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號(hào)


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺(tái),本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!