毕业设计（论文）-列管式换热器设计说明书.docx

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1、列管式换热器设计说明书摘要：列管式换热器属于间壁式换热器，冷热流体通过换热管壁进行热量的交换。参照任务书的任务量,需设计年冷却15000吨乙醇的列管式换热器，设计时先确定流体流程，壳程走乙醇，其进、出口温度都为80，相变放出潜热，井水走管程冷却乙醇，进口温度为32，出口温度为40。再进行热量衡算、传热系数校核，初选冷凝器的型号，然后通过进行设备强度校核等一系列的计算和选型，最终确定的设计方案为固定管板式换热器，所选用型号为BEM400-2.5-30-9/25-2 ，换热器壳径为400mm，总换热面积为27.79m2,管程为2，管子总根数为60，管长6000 mm,管束为正三角排列，两端封头选取

2、标准椭圆封头。关键词：列管式换热器，乙醇，水，温度，固定管板式。Abstract: The tube type heat exchanger is a dividing wall type heat exchanger, fluids with different temperatures exchange heat by means of tube walls heat transfer.According to the assignment, A tube type heat exchanger which has a process capacity of t/a is needed.

3、The ethanol flow in the shell,the temperature in the entrance and exits is 80.The water which cool the ethanol flow in tubes, the inlet and outlet temperatures are 32and 40.Then by taking series calculating to confirm the module of the heat exchanger . After the design of intensity designing and a s

4、eries calculating and choosing , the last result of our design is the fasten-board heat exchanger. The style of the heat exchange is, and the diameter of the receiver is 400mm ,The area of the heat exchange is 27.79 m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 tubes.And t

5、he length of tubes is 6000mm . Tubes are ranked of the shape of triangle ，the envelops are oval-shaped.目录1前言52设计条件53设计方案的确定53.1设计原则53.2结构初选64列管式换热器的设计计算124.1列管式换热器型号的初选124.2核算总传热系数：155列管式换热器的初步计算及选型175.1试算并初选换热器规格175.2设计校核206设备尺寸的确定及强度校核246.1计算圆筒厚度246.2封头设计256.3拉杆定距管尺寸266.4管板266.5容器法兰276.6接管与接管补强286

6、.7管箱的计算346.8折流挡板346.9焊接方式356.10支座356.11辅助设备387设计结果概要398课程设计心得409参考文献401前言艰辛知人生，实践长才干。任何时候实践都是知识创新的源泉，是检验真理的试金石，是锻炼成长的有效途经。大学是一个提升学生综合能力的平台，在给学生授知识解疑惑的过程中，学校领导及教师们高度重视学生的实践环节，譬如开设认知实习、课程设计等课程。化工原理课程设计是一门培养学生综合运用所学知识来发现、提出、分析和解决实际问题能力的学科, 是全校师生高度重视的一门实践课。整个设计过程是提升学生实践能力的重要环节，也是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。2设计条

7、件处理能力：吨95%乙醇蒸汽设备型式：立式列管式换热器操作条件：（1）乙醇蒸汽：,冷凝温度80，冷凝液于80下离开冷凝器（2）冷却介质：井水，入口温度32，出口温度40（3）允许压强降：不大于Pa（4）每年按330天计算，每天24小时连续进行（5）热损失为总传热速率的5%（6）设备最大承受压力：P=2.5 MPa3设计方案的确定3.1设计原则：3.1.1满足工艺和操作的要求设计出来的流程和设备首先要保证质量，操作稳定，这就必须配置必要的阀门和计量仪表等，并自确定方案时，考虑到各种流体的流量，温度和压强变化使采取什么措施来调节，而在设备发生故障时，加修应方便。3.1.2满足经济上的要求在确定某些

8、操作指标和治标和选定设备型式以及仪表配置时，要有经济核算的观点，既能满足工艺和操作要求，又使施工简便，材料来源容易,造价低廉。如果有废热可以利用，要尽量节省热能，充分利用，或者采取适当的措施达到降低成本的目的。3.1.3保证安全生产在工艺流程和操作中若有爆炸、燃烧、中毒、烫伤等危险性,就要考虑必要的安全措施。又如设备的材料强度的演算，除按规定应有一定的安全系数外，还应考虑防止由于设备中压力突然升高或者造成真空而需要装置安全阀等。以上提到的都是为了保证安全生产所需要的。 设计方案也可能一次定不好，后来需要修改，但各物料流通路线和操作指标的改动都对后面的计算有影响，所以最好第一次确立就考虑周到些。

9、3.2结构初选3.2.1换热器形式初选3.2.1.1管壳式换热器的简介管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。它包括:固定管板式换热器、U型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。3.2.1.1.1换热器工作原理管壳式换热器属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和

10、壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。3.2.1.1.2换热器的几种形式及其适用范围（1）固定管板式换热器固定管板式换热器两端管板与壳体连接成一体，这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。当管束和壳体之间的温度太大而产生不同的热膨胀时，会使管子和管板的接口脱开，从而发生介质的泄露。因此，固定管板式换热器使用时，两流体的温差不大于50。（2）浮头式换热器浮头式换热器两管板之一不与外壳连接该端称为浮头，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳

11、的膨胀无关。此类换热器结构复杂、笨重、造价高，在制造和安装时要特别注意浮头前端盖密封。（3）U型管壳式换热器U型管壳式换热器结构简单、质量轻，但管内清洗困难，管板利用率低，适用高温高压的场合，但管内必须为清洁流体。由于最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，易使壳体流体短路而影响壳程传热。（4）填料函式换热器此换热器壳程流体有外漏的可能，不能处理易燃、易爆流体。3.2.1.2换热器形式的选择我们设计的换热器是冷凝乙醇蒸汽，其进出口温度都为80，乙醇较清洁不易结垢。冷却介质井水的入口温度32，出口温度40，冷热流体温差不超过50，且固定管板式

12、换热器结构简单、价格低廉，于是，初步确定选择固定管板式换热器。3.2.2流动空间的选择从两物流的操作压力看，应使酒精走管程，循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，而且乙醇蒸汽对流速和清理没有什么特别的要求，宜走壳程。于是，确定乙醇蒸汽走壳程，冷却水走管程。3.2.3管程数和壳程数的确定当管内流体较小时，会使管内流速较低，因而对流传热系数小。为了提高管内流速，可采用多管程。列管式换热器的系列标准中管程有1、2、4、6、8、10、12程等七种。采用多管程时，合理的换热器管长应为1.5 m、2 m、3 m或6 m。管程数m可按下式计算，

13、即，式中，管程内流体的适宜流速，；按单管程计算的管内流速，。 增加管程数虽然使管内流速提高，从而提高了管内对流传热系数，总传热系数也会提高，对于相同的传热速率，可使换热器面积减少，但是程数过多，将导致流程流动阻力加大，增加动力费用；同时，多管程与但管程逆流相比，平均温度下降；此外，多程隔板还降低了管板面积的利用率。 换热器的壳程数或换热器串联的台数是依据温差校正系数的大小确定的， ，由于，所以，宜采用单壳程。综合考虑以上因素，我们的换热器选择单壳程，双管程。3.2.4换热管排列方式我国列管式换热器系列标准中，传热管仅用、,这几种规格。管子排列形式主要有（a）三角形排列、（b）转三角形排列、（c

14、）正方形排列、（d）转角正方形排列。等边三角形排列用得最普遍，因为管子间距都相等，所以在同一管板面积上可排列最多的管子数，而且便于管板的划线与钻孔。但管间不易清洗，TEMA标准规定，壳程需用机械清洗时，不得采用三角形排列。在壳程需要进行机械清洗时，一般采用正方形排列，管间通道沿整个管束应该是连续的，且保证6 mm的清洗通道。本换热器选择正三角形排列方式进行排列。3.2.5管板与折流挡板管板用来固定换热管并起着分隔管程、壳程的作用。管板型有平管板椭圆型管板和双管板，其中最常见的是平管板。当流体有腐蚀性时，管板应采用耐腐蚀材料，工程上多采用轧制成的符合不锈钢，或在碳钢表面堆焊一层厚度不小于5mm的

15、覆盖层。当换热器承受高温高压时，应采用薄型管板，即降低了温差应力，同时也满足了高压对机械应力的要求。薄管板的突出优点是节约管板材料，高压时壳节约90%，且加工方便。所以在中低压换热器中得以推广应用。 折流挡板的结构设计，主要依据工艺过程和要求来确定，设置折流挡板的主要目的是为了增加壳程流体的流速，提高壳程的传热膜系数，从而达到总传热的目的。折流挡板的型式有弓形折流板、圆盘-圆环形折流板、矩形折流板，最常用的是弓形折流板、圆盘-圆环形折流板。为了获得良好效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当，折流板的最小间距一般不小于圆筒内直径的五分之一，且不小于50 mm。对于常用的圆缺形挡板，弓形切口太大或太小

16、，都会产生流动“死区”，不利于传热，且增加流体阻力。一般切口高度与直径之比为0.150.45，常见的有0.20和0.25两种。3.2.6管子与管板、管板和壳体的连接在管壳式换热器的结构设计中，管子与管板的连接是否紧密十分重要。如果连接不紧密，在操作时连接处发生泄露，冷热流体互相混合，会造成物料和热量损失；若物料带有腐蚀性、放射性或者两种流体接触会产生易燃易爆物质，后果将更加严重。在固定管板式换热器的连接方法处还应考虑能承受一定的轴向力，以避免温度变化较大时，产生的热应力使管子从管板脱出。管子和管板的连接可胀接或焊接。焊接法由于具有很多的优点（加工简单、对管孔的加工要求不高，较强的抗脱能力使之在

17、高温高压下仍能保持连接处的紧密性，同时在压力不太高时还可采用薄型管板），在一些要求较高的场合被广发的应用。管板与壳体的连接有可拆连接和不可拆连接两种，固定管板常采用不可拆连接。两端管板直接焊在外壳上并兼做法兰，拆下顶盖可检修胀口或清洗管内。3.2.7封头和管箱封头和管箱位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。当壳体直径较小时常采用封头。接管和封头可用法兰或螺纹连接，封头与壳体之间用螺纹连接，以便卸下封头，检查和清洗管子。壳体较大的换热器大多采用管箱结构。管箱具有一个可拆盖板，因此在检修或清洗管子时无须卸下管箱。4列管式换热器的设计计算4.1列管式换热器型号的初选4.1.1估算传热面积4.1.

18、1.1总传热量的计算因为乙醇的进出口温度都为80，此传热为相变传热，总热负荷为：，95%乙醇的质量流量，；冷凝水的质量流量，；冷凝水的比热，；95%的乙醇在80下的汽化潜热，、冷凝水的进出口温度，。4.1.1.2总传热系数的选取根据以下的经验数据，先初选一个K值。列管式换热器中的总传热系数K的经验值冷流体热流体总传热系数W/m2.水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850水轻油340-910水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340气体水蒸汽冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140水沸腾水蒸蒸汽冷凝2000-4250轻油沸腾水水水蒸汽轻有机物蒸汽冷凝重有机物蒸

19、汽冷凝455-1020580-1160115-3504.1.1.3平均温差Dt的计算：换热过程先看做逆流过程计算，其平均温差可按下式进行计算： 4.1.1.4总传热面积的估算估算总传热面积用以下公式： 由经验值选取的总传热系数，W/(m2.K)4.1.2 换热管数量与直径的确定我国列管式换热器系列标准中，传热管仅用、,这几种规格，先假设换热管外径，由下式可计算所需的换热管的数量： 管内径的确定按式： 由式算出钢管的横截面积，在根据式，计算换热管内径，再选择换热管的型号。4.1.3 换热管实际传热面积的计算：换热管实际传热面积：4.1.4 换热管实际传热系数的计算：由算出的实际面积计算代入公式：

20、，计算换热器的实际总传热系数。4.1.5初选型号 根据以上确定的、管程数、管长L、换热面积、管子根数，先初步选择换热器型号。4.2核算总传热系数：总传热系数计算公式：4.2.1冷凝水的对流传热系数计算：对于冷凝水，由于其进出口温度已知，其定性温度为其进出口的平均温度，查取平均温度下的水的参数，即可根据下式计算水的对流传热系数： 4.2.2污垢热阻、换热管的热传导系数在化学工程手册中可以查取井水和乙醇的污垢热阻Rsi、Rso以及钢的热传导系数。4.2.3酒精对流传热系数的计算由于壳程内流体有相变，且酒精是通过管壁上的液膜传热给冷却水，先假设一个壁温，然后计算壳体内流体的平均温度，再用试差法校正壁

21、温，直到假设壁温与试差法计算壁温相差2 度。所用到的公式见下：假设壳程中的流体在壳体内层流，对流传热系数： ，并用下列公式校正酒精在壳程内的流型： 4.2.4总传热系数的计算总传热系数的计算公式为： 4.2.5面积裕量用校核出的理论传热系数K计算出需要的换热面积A需。面积裕量= 面积裕量应该在10%-25%之间，换热器才能满足条件。4.3压降计算因为壳程为酒精气体在等温等压下冷凝传热，压降忽略不计，故只需计算壳程内的压降。对于多程换热器，管程压降的计算式为：、直管及回弯管中因摩擦阻力引起的压降，Pa；结垢校正系数，量纲为一。对于的管子取为1.4，对于的管子取1.5；管程数；串联的壳程数。上式中

22、直管压降可按流体在管中流动的阻力公式计算，即，回弯管的压降。一般情况下，换热管的进、出口阻力可以忽略。5列管式换热器的初步计算及选型5.1试算并初选换热器规格5.1.1确定流体通入的空间因乙醇为饱和蒸汽，故选择乙醇走壳程，水走管内。5.1.2流体的定性参数 95%乙醇蒸汽温度T=80，因乙醇在壳程内只发生相变，饱和蒸汽的定性温度=80。水的进出口温度分别为32、40，水的定性温度取进出口平均温度=36。两流体的温差,故选用固定管板式列管换热器。两流体在定性温度下的物性温度物性物体温度 密度 /m粘度 mPas比热kJ/(kgK)导热系数W(mK)汽化热kJ/kg95%乙醇80789.71.15

23、2.3950.1569851.281水36993.60.71224.1740.62762412.45.1.3计算热负荷Q因为乙醇蒸汽的质量分数xD=95%,所以蒸汽的汽化热r还应考虑水蒸气的汽化热。乙醇的质量流量： 95%乙醇的比热： 总热负荷 ： 因为要考虑热损失，=95%，则5.1.4水的流量水的质量流量 体积流量 5.1.5计算平均温差 5.1.6估算换热面积及初选型号5.1.6.1 管子根数的计算根据经验值，假设,由可以算出取l=12 m，=2，,管子外径管子根数：因此，取管子根数 根5.1.6.2管径的计算 将式 变换为，计算出换热管的横截面积 由此计算换热管内径：所以选取换热管。5

24、.1.6.3初选换热器规格初选型号的固定管板换热器 公称直径D 400 mm 公称面积S 30 m2 计算面积S 27.29 m2 管程数 2管数n 60 管长L 6 m 管子直径 管子排列方式 正三角排列5.1.7实际传热面积与传热系数的计算因此可以计算换热器的实际换热面积 该换热器要求的总传热系数为5.2设计校核5.2.1总传热系数的校核5.2.1.1计算管程对流传热系数 5.2.1.2污垢热阻及钢的热传导系数：在化学工程手册中可以查取井水和乙醇的污垢热阻Rsi、Rso以碳素钢的热传导系数。井水：乙醇蒸汽：碳素钢的热传导系数：5.2.1.3计算壳程的传热系数由于壳程内流体是通过相变传热，且

25、酒精是通过管壁上的液膜传热给冷却水，假设壁温为48,则壳体内的定性温度为。在下乙醇的物性参数为： 因为是立式冷凝器，壳程为乙醇蒸汽冷凝传热，设蒸汽在管壳内为层流，则选用下式计算。 流型检验:所以流型假设成立，蒸汽在壳程内为层流。5.2.1.4核算总传热系数K0 所以5.2.2校核壁温 根据 核算值 与假设相差甚微，原假设合理。取5.2.3核算裕度 需要的换热面积： 面积裕量在10%-25%之间，该冷凝器换热面积裕度符合要求。5.2.4核算压降因为壳程为蒸汽在等温等压下冷凝传热，压降忽略，故只需用下式计算管程的压降前面已算得 ， 对于碳钢，取粗糙度为，则，由摩擦系数图查得，所以 对于的管子Ft=

26、1.4且Np=2，Ns=1，所以 由上面的计算可以判断，设计的列管式换热器压降符合要求，所以前面所选的换热器合格。6设备尺寸的确定及强度校核6.1计算圆筒厚度6.1.1圆筒厚度的确定 壳体选用16MnR钢， 采用双面焊及局部无损探伤（），查化工容器设计可知， td设计厚度; 设计温度下材料的许可应力; C1钢材厚度负偏差，取0.8 mm ; C2腐蚀裕量，取1 mm（轻度腐蚀）; C厚度附加量，; Pc计算压力; 代入数据得 查取GB150-1998 满足要求。6.1.2液压实验 ,圆筒厚度符合液压测试的强度要求。6.2封头设计 封头选用16MnR材料的标准椭圆封头 查GB150-98钢制压力

27、容器可知：受内压标准椭圆封头的计算厚度按以下公式计算： 查化工设备设计16MnR的 ，将数据代入得： 圆整得 所以，选取封头型号 ，其基本参数见下：曲面高度 100 mm内表面积0.1608直边高度 25 mm容积0.0080厚度6 mm质量7.62kg6.3拉杆定距管尺寸6.3.1 拉杆 由换热器设计手册查得：当换热管外径时,拉杆直径,对于公称直径,拉杆直径,拉杆数量为4。拉杆尺寸汇总:拉杆直径拉杆螺纹公称直径b数量1616202046.3.2 定距管尺寸 参考换热器设计手册，定距管尺寸一般与所在换热器规格相同，取6.3.3 拉杆定距管结构 拉杆一端用螺纹拧入管板，每两块折流板之间的间距用定

28、距管固定，最后一块折流板用两个螺母锁紧固定。6.4管板查换热器设计手册，碳钢、低合金钢管板的隔板槽宽度为12 mm，槽深不小于4 m。管板与换热器采用焊接连接时，管板最小厚度应满足结构设计和制造要求，且不小于12 mm。 选用固定式管板换热器兼做法兰的管板，管板与法兰连接的密封面为凸面，管板材料选16Mn，查得有关参数见下： 管板尺寸表:（以下数据均包括腐蚀余量） MPaMPaDND2.52.5400540500465400452400b螺柱Rh规格数量4233246M20206.5容器法兰6.5.1法兰公称压力2.5 MPa，工作温度0100腐蚀余量 ，选取乙型平焊法兰，为与管板匹配采用凹凸

29、密封面。其有关参数见下：公称直径法兰400DH54050046545545242190公称直径法兰螺柱400ad规格数量12171423M20206.5.2垫片、螺柱与螺母由GB/T 4700-2000查取与法兰匹配的垫片、螺柱螺母规格见下：匹配法兰垫片法兰螺柱与螺母种类材料材料适用温度螺柱材料螺母材料适用温度范围乙型法兰非金属软垫片GB/T3985石棉橡胶板16MnR40MnB40Mn6.6接管与接管补强6.6.1管箱接管选用与校核6.6.1.1管箱进口接管管箱中走酒精，其进口接管是乙醇蒸汽，查化工原理得气体在管道中一般流速为 ，取=20 m/s，乙醇气体密度， 由此计算，管箱进口接管管径查

30、化工工艺手册选轧无缝钢管，钢管理论重量17.15kg/m.6.6.1.2管箱出口接管 管箱出口接管走冷凝后的酒精液体，查化工原理低粘度液体在管道中流速一般为，取，酒精液体密度, 计算体积流量得， 管箱出口接管管径，查化工工艺手册选 的热轧无缝钢管，钢管理论重量2.46kg/m.6.6.1.3管箱进口接管校核 液压试验 ,符合液压测试的强度要求。6.6.1.4管箱出口接管校核 液压试验 ,符合液压测试的强度要求。 6.6.2壳程接管计算与校核6.6.2.1壳程接管计算与选用壳程中走水，其平均温度为36前已计算，该温度下水的密度，,计算，管箱进口接管管径 查化工工艺手册选热轧无缝钢管，钢管理论重量

31、.6.6.2.2壳程接管校核液压实验 ,符合液压测试的强度要求。6.6.3接管伸出长度及接管补强圈6.6.3.1接管伸出长度查换热器设计手册， 型号为的接管伸出长度为(200-60)mm，型号为的接管伸出长度(200-60) mm，接管伸出长度为(150-60)mm.(备注：后面减去的数据是保温层厚度，因我们无保温层)。6.6.3.2 接管补强圈 查JB/T 4736-2002选B型坡口（适用于壳体为内坡口的局部焊透结构）补强圈，且为等面积补强。6.6.3.2.1型号为的接管补强补强圈外径，内径补强面积：补强圈厚度：圆整取，查JB/T 4736-2002补强圈质量3.13 kg。6.6.3.2

32、.2 型号为的接管补强 补强圈外径，内径，补强面积：补强厚度：圆整取，查JB/T 4736-2002补强圈质量2.16 kg。6.6.3.2.3 型号为的接管补强由于设计压力为2.5MPa，型号为的接管公称直径小，壁厚较大，满足不另加补强的条件，所以此管不用补强。6.6.3接管位置尺寸6.6.3.1壳程接管位置的尺寸对于的接管，查换热器手册接管中心线聚管板密封面的最小距离，其中，所以，取。对于型号为接管，取6.6.3.2管箱接管位置的尺寸查换热器设计手册接管中心线聚管板密封面的最小距离，其中，所以，圆整取6.6.4接管法兰查HG/T 20592-2009，接管公称直径和钢管外径表示：公称直径1

33、5025125钢管外径A168.333.7139.7B15932133PN2.5板式平焊钢制管法兰公称直径DN钢管外径法兰外径连接尺寸法兰厚度C法兰内径B螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓B253210075114M101433125133240200188M1620135150159265225188M16201616.6.5接管法兰垫片平面法兰用FF型垫片尺寸：公称直径DN垫片内径垫片外径螺栓孔数量n螺栓孔直径L螺栓孔中心直径K垫片厚度T2534100411751.51251412408182001501692658182256.7管箱的计算6.7.1分程隔板选取查GB1

34、51-99，对于DN600的碳素钢，分程隔板最小厚度为8 mm，安全起见，本换热器分程隔板厚度取10 mm，隔板槽宽12 mm，深8 mm，隔板材料为碳素钢。6.7.2管箱长度有接管一头管箱长：，圆整取L=730 mm不带接管一头管箱长： ,圆整取 6.8折流挡板6.8.1折流挡板厚度与间距查换热器设计手册，对于DN为的换热器，折流挡板最小厚度为6 mm，安全起见取8 mm，折流挡板间距为300 mm。6.8.2管孔( ） 换热管外径为25时，管孔直径 25.8 mm（允许偏差+0.40） 折流挡板的名义外直径为（DN3.5）=396.5 mm6.9焊接方式对于管板和换热器的材质为碳钢、低合金

35、钢，管子和管板采用强度焊接，换热管外伸长度，坡口深度。6.10支座6.10.1 总质量的计算管板质量： 两块管板重量：筒体质量：换热管质量：接管质量： 补强圈质量：分程隔板质量： 螺栓螺母质量： 折流挡板质量：拉杆定距管质量：法兰质量：换热器工作时管内水的质量：管内水的体积： 管内水的质量：换热器工作时壳程内酒精的质量：壳程内酒精的体积：壳程内酒精的质量：其余质量：70 kg 总质量：6.10.2支座选取查JB/T 4712.3选取加长臂C型支座，其参数见下：支座号支座允许载荷,KN适用容器公称直径DN高度底板筋板Q235A16MnRc1304020013080840250806支座号底板地脚

36、螺栓支座质量盖板d规格6.2 kg126017063024M20508所以，选取材料为16MnR的加长臂C型支座满足载荷要求。支座型号为JB/T 4712.3-2007，耳式支座C1-。6.10.3支座校核查JB/T 4712.3总载荷的计算公式为：水平风载荷：耳式支座安装尺寸：所以，总载荷为： ，所以支座选取及安装合理。6.11辅助设备6.11.1水用IS型泵体积流量： 查化工原理，选取IS80-50-200型离心泵 流量为，扬程50 m,转数电机功率15 KW，必须汽蚀余量2.5m，效率69%。6.11.2通风机酒精蒸汽的体积：， 附加漏风量：风机需要的体积流量：所以，选取4-72型离心通

37、风机，其基本参数为：机号转数全压 mmH2O风量电机型号功率 KWNO 3.2A145032-20991-1910Y90S-41.17设计结果概要 参数管程壳程流体冷却水95%酒精进/出口温度/32/4080/80(壁温48)物性定性温度/3664密度/（kg/m3）993.6761.505定压比热容/kJ/（kgk）4.1742.395粘度/（Pas）0.71220.597热导率（W/mk）0.62760.1351设备结构参数形式固定管板式换热器壳程数1壳体内径/400台数1管径/252.5管心距/32管长/6000管子排列正三角形管数目/根60折流板数/个19传热面积/27.79折流板间距

38、/300管程数2材质碳素钢主要计算结果管程壳程表面传热系数/W/（k）6601.5659.396污垢热阻/（k/W）压力损失/ Pa忽略热负荷 KJ/kg460.792传热系数/W/（K）459.856裕度/%24.28%8本书符号说明符号单位所表示的意义Qkw传热速率平均温度差K总传热系数流体比热容A换热管横截面积热流体温度冷却水进口温度冷却水出口温度W/（k）管程对流传热系数W/（k）壳程对流传热系数W/mk管壁导热系数kg/流体密度流体粘度壳程流动雷诺常数rkJ/kg汽化潜热n根换热管根数传热管外侧污垢热阻传热管内侧污垢热阻mm传热管外径mm传热管内径mm传热管平均直径mm筒体内径传热管

39、壁温mm有效厚度nmm名义厚度应力壳程设计压力管程设计压力管板材料许用应力9课程设计心得两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与组员分工设计，和她相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。化工原理课程设计是我们所学知识综合应用的实践训练，也是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义此次课程设计，让我学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮

40、中奔跑打下坚实的基础通过这次列管式换热器的设计，我在多方面都有所提高。在设计计算的过程中，我发现了自己所学知识的不足，于是逐渐养成了查阅文献的习惯，使我认识到：大学生应该合理利用网络资源以弥补阅历的不足。同时，在设计过程中我翻阅了大量书本，接触到了许许多多新知识。各科相关的课程也都有了全面的复习，独立思考的能力有了很大的提高。设计结束后,我们超级有成就感,但回想整个设计过程,我们遇到了许多烦恼，例如,我们组两人在设计之前AutoCAD知识一点都没接触过,一切都是从0开始。选型确定尺寸的过程是一个非常繁琐的过程，需要查阅大量的资料，需要有持久的耐力与细心地态度，才能确保计算的进度。遇到问题时我们

41、没有惊慌失措，也没有放弃的念头，我们选择坚持到底。我们始终坚信,只要努力了,坚持了,经历过了，就是最大的成功。在此感谢我们的何兵老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每一细节和每个数据，都离不开老师的细心指导。老师的耐心与宽容的态度是我们课程设计圆满结束的最大保证。 我们换热器设计时间有限，我们的阅历与经验也有限，设计过程中难免会出现错误，恳请老师们多多指教与更正！10参考文献1王军，张缨，柴诚敬.化工原理课程设计M.天津科学技术出版社，20022. 钱颂文.换热器设计手册M.化学工业出版社 ，20013. 崔鹏，魏凤玉.化工原理M.合肥工业大学出版社，20034. 刘道德.化工设备的选择与设计M.中南大学出版社，20025. 冯伯华.化学工程手册M.化学工业出版社 6. 汤善甫，朱思明.化工设备机械基础M.华东理工大学出版社7. 天津大学