化工原理课程设计——换热器的设计.pptx

《化工原理》课程设计主要涉及的是换热器的设计，尤其是煤油冷却器。换热器在化工、炼油等工业领域扮演着至关重要的角色，其成本占设备总费用的10%~40%，因此，高效合理的换热器设计对于降低生产成本至关重要。 在设计煤油冷却器时，首先需明确任务书中的要求。例如，处理能力为40t/h的煤油，入口温度160℃，出口温度需降至60℃；冷却介质为循环水，入口17℃，出口30℃；同时，压强降限制为管程不超过0.1MPa，壳程不超过40KPa。这些条件是进行热量和压力降核算的基础。 热量设计是换热器设计的核心部分，包括换热器类型的初选，如选择列管式换热器，确定管程安排和流速，获取煤油和冷却水的物性数据，计算总传热系数，并进一步计算所需的传热面积。传热系数的计算涉及流体的热物理性质，如煤油的密度、黏度、比热容和导热系数。 机械结构设计则涵盖了多个方面，包括管径和管内流速的选择，以确保流体稳定流动并避免过大的压降。管程数和传热管数的确定影响了换热效率和设备的紧凑性。平均传热温差校正和壳程数的设置有助于优化温度分布。此外，折流板设计能改善流体流动，提高换热效果，而接管、壁厚、封头、管板、换热管、分程隔板、拉杆、连接方式以及防冲板或导流筒、鞍式支座和膨胀节的设定都是为了保证设备的结构稳定性及适应热胀冷缩。 换热器核算环节，需要对热量和压力降进行精确计算，以确保设备在实际运行中能够满足预期性能。热量核算涉及到热量的输入和输出，压力降核算则关注流体通过设备时的压力损失，这两个参数直接影响到设备的运行效率和安全性。 管束振动问题不容忽视，尤其是在处理高温高压流体时。流体诱导的振动可能对换热管造成损害，因此需要分析振动机理，计算振动程度，并采取措施防止或有效利用振动，如设置合适的防冲板或导流筒，选择适当的管束固定方式。 设计结果的整理和归纳，以及参考文献的列举，是对整个设计过程的总结和验证。通过课程设计，学生不仅可以掌握换热器的基本设计方法，还能理解换热器在实际工程中的应用和问题解决策略，提升工程实践能力。