列管式换热器（化工原理课程设计汇本）.doc

列管式换热器是化工生产中广泛应用的一种热交换设备，主要用于不同流体间的热量传递，以实现加热、冷却、蒸发或冷凝等过程。在化工原理课程设计中，学生需要对列管式换热器进行深入理解和设计实践。下面将详细阐述列管式换热器的设计要点。 工艺流程是设计的基础。在本案例中，涉及的是酒精的冷却流程。酒精的工艺流程包括原料处理、发酵、蒸馏等步骤，而冷却流程则主要用于降低白酒的温度，以达到适宜的储存和后续处理条件。具体来说，白酒加工工艺流程中，酒液经过预冷却后进入列管式换热器，与冷却介质（如水）接触，通过热交换使酒液温度下降，然后流出作为成品或进入下一步处理。 工艺说明中，流体流入空间的选择至关重要，通常依据流体的物理性质和操作条件来决定。出口温度的确定需要依据热力学和传热学原理，通过算法程序计算得出，确保既满足工艺需求又避免过冷或过热。流速的选择直接影响换热效率和设备的压降，需要在保证传热效果的同时，考虑动力消耗和设备的运行稳定性。 平均温差的计算是设计中的关键一步，它关系到换热器的传热面积和热负荷。平均温差通常由对数平均温差（LMTD）公式计算，考虑了两流体的实际温度分布和流程配置。 在流程及方案的论证与确定阶段，需要对比多种设计方案，考虑物料特性、进出口温度、流程方向以及换热器类型等因素。物料的选择直接影响其物性，如比热容、粘度等，这些物性参数影响传热效果。确定两流体的进出口温度是基于工艺要求和可能达到的热交换效率。流程可以是并流、逆流或折流，每种都有其优缺点，需根据实际需求选择。换热器类型的选择要考虑设备的结构、制造成本、维护便捷性等因素。 设计计算及说明环节，流体的物性数据是计算的基础，包括密度、比热容、粘度等，这些数据可以通过查阅文献或使用专业软件获取。初步确定换热器的类型和尺寸时，需要计算两流体的平均温度差，以此为基础计算热负荷，即需要转移的热量。同时，还需确定冷却水流量，以保证足够的冷却能力。此外，还要计算传热面积、管程和壳程的数量、管径、管壁厚度等参数，以满足传热需求和设备强度要求。 列管式换热器的设计是一个综合性的工程问题，涉及到传热学、流体力学、热力学等多个领域，需要深入理解工艺流程，合理选择和计算各项参数，确保设备能够高效、稳定地运行。在这个过程中，学生不仅能提升专业知识，还能锻炼问题解决和工程实践能力。