乙醇裝置蒸汽冷凝器設(shè)計(jì)

1、3.5萬噸/年乙醇蒸汽冷凝器設(shè)計(jì)姓名：周芬學(xué)號：2010133162班級：20101331班學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院年級：2010級 專業(yè)：化學(xué)工程與工藝指導(dǎo)教師：王智娟完成日期：2012年8月30日3.5萬噸/年乙醇蒸汽冷凝器設(shè)計(jì)摘要 本設(shè)計(jì)論文介紹了固定管板式換熱器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算。浮頭式換熱器的一端管板固定在殼體與管箱間，另一端管板可以在殼體內(nèi)自由移動(dòng),這種換熱器殼體和管束的熱膨脹是自由的，管束可以抽出，便于清洗管間和管內(nèi)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高（比固定管板高20%），在運(yùn)行中浮頭處發(fā)生泄漏，不易檢查處理。浮頭式換熱器適用于殼體和管束溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的條件。 本設(shè)計(jì)任務(wù)溫度和壓強(qiáng)

2、要求都不高，由換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)選取公稱直徑為600mm、公稱換熱面積為53.1固定浮頭式換熱器。經(jīng)傳熱面積、壓降的核算證明此換熱器每年可以完成3.5萬噸/年的乙醇蒸汽凝液的冷卻任務(wù)。關(guān)鍵詞：固定浮頭式換熱器；傳熱面積；核算證明35,000 tons / year of ethanol steam condenser designabstract： the design paper describes the design and calculation of the overall structure of the fixed tube sheet heat exchanger. one en

3、d of the floating head heat exchanger tube plate fixed to the housing and between the header tank, the other end of the tube plate can move freely within the housing, the thermal expansion of the housing and control of this heat exchanger is free, tube bundle can be withdrawn, to facilitate cleaning

4、 between the pipes and tube. the drawback is the complex structure, high cost (20% higher than the fixed tube plate), leakage occurs at the floating head in the running is not easy to check processing. floating head heat exchanger suitable conditions in the housing and control a larger temperature d

5、ifference or the shell media easy scaling the temperature and pressure requirements of the design task is not selected by a series of heat exchangers standard nominal diameter of 600mm nominal heat transfer area for a of 53.1m2 fixed floating head heat exchanger. the heat transfer area, the pressure

6、 drop accounting that this annual heat exchanger can be completed to 35,000 tons / year of ethanol steam condensate cooling task. keywords: fixed floating head heat exchanger; heat transfer area; accounting to prove目錄0 引言10.1 換熱器的應(yīng)用10.2 換熱器的分類10.3 常見及常用的換熱器20.4 進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)的重要意義21 設(shè)計(jì)任務(wù)22 設(shè)計(jì)方案的確定22.1 換熱器類

7、型的選擇32.2 管程、殼程物料的安排43 物性數(shù)據(jù)的確定43.1 定性溫度的確定43.1.1 乙醇的定性溫度43.1.2 湖水的定性溫度43.2 冷、熱流體有關(guān)物性數(shù)據(jù)53.2.1 乙醇的物性參數(shù)53.2.2 水的物性參數(shù)54 傳熱面積的估算64.1 熱流量的計(jì)算64.2 對數(shù)平均溫差的計(jì)算64.3 換熱器的換熱能力及冷卻水用量64.4 面積估算65 工藝結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選型75.1 管徑、流速的計(jì)算75.2 管程數(shù)、傳熱管總數(shù)的計(jì)算75.2.1 管程數(shù)75.2.2 傳熱管總數(shù)75.3 折流擋板數(shù)的計(jì)算75.4 進(jìn)出口接管內(nèi)徑的計(jì)算76 換熱器的核算86.1 熱流量的核算86.1.1 殼程流體

8、對流給熱系數(shù)86.1.2 管內(nèi)流體對流給熱系數(shù)86.1.3 管壁熱阻86.1.4 污垢熱阻86.1.5 總傳熱系數(shù)86.1.6 傳熱面積裕度86.2 壓降核算86.2.1 管程壓降86.2.2 殼程壓降86.3 換熱器的主要尺寸結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果9參考文獻(xiàn)致謝引言第一節(jié) 列管換熱器的應(yīng)用 換熱管是化學(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，而且還是一些化工單元操作的重要附屬設(shè)備，通常在化工廠建設(shè)中換熱器投資比例為11%，在煉油廠中高達(dá)40%。 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

9、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。一般來說，板式換熱器單位體積的傳熱面積較大，設(shè)備緊湊，材料耗量低，傳熱系數(shù)大，熱損小。但承壓能力較差，處理量小，制造加工復(fù)雜，成本高。而管式換熱器雖然在傳熱性和設(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)用較為廣

10、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。列管式換熱器在化工生產(chǎn)中主要作為加熱器、蒸發(fā)器、再沸器和冷凝器使用，在這些不同的傳熱過程中，有些為無相變化傳熱，有些是有相變化傳熱，具有不同的傳熱機(jī)理，遵循不同的流體力學(xué)和傳熱規(guī)律，在設(shè)計(jì)方法上存在一些差別。第二節(jié) 換熱器的分類換熱器的特點(diǎn)、種類和主要用途換熱器是指兩種不同溫度的流體進(jìn)行熱量交換的設(shè)備。換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于耗能用量大的領(lǐng)域。隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類越來越多。適用于不同介質(zhì)、不同工況、不同溫度、不同壓力的換熱器，結(jié)構(gòu)型式也不同，換熱器的具體分類如下：一、換熱器按傳熱原理可分為：1、表面式換熱器表面式換熱器是溫度不

11、同的兩種流體在被壁面分開的空間里流動(dòng)，通過壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的換熱器。2、蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器通過固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過固體物質(zhì)被加熱，使之達(dá)到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉(zhuǎn)式、閥門切換式等。3、流體連接間接式換熱器流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。4、直接接觸式換熱器直接接觸式換熱器是兩

12、種流體直接接觸進(jìn)行換熱的設(shè)備，例如，冷水塔、氣體冷凝器等。二、換熱器按用途分為： 1、加熱器 加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒有發(fā)生相的變化。 2、預(yù)熱器 預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為工序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)。 3、過熱器 過熱器用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過熱狀態(tài)。 4、蒸發(fā)器 蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點(diǎn)以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。 三、按換熱器的結(jié)構(gòu)可分為： 可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、u形管板換熱器、板式換熱器等。第三節(jié) 常見及常用的換熱器列管式換熱器有以下幾種：1）固定管板式固定管板式換熱器的兩端管板和殼體制成一體，當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，在外殼的

13、適當(dāng)位置上焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，（或膨脹節(jié)）。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結(jié)垢的物料。2）u形管式u形管式換熱器每根管子均彎成u形，流體進(jìn)、出口分別安裝在同一端的兩側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分成兩室，每根管子可自由伸縮，來解決熱補(bǔ)償問題。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫和高壓的場合。管程清洗困難，管程流體必須是潔凈和不易結(jié)垢的物料。3）浮頭式 換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱浮頭。管子受熱時(shí)，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應(yīng)力。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，便于清洗和

14、檢修，完全消除溫差應(yīng)力，應(yīng)用普遍。第四節(jié) 進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)的重要意義換熱器是化工、石油、能源等各工業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的單元設(shè)備之一。據(jù)統(tǒng)計(jì), 在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中換熱器的投資大約占設(shè)備總投資的30% , 在煉油廠中占全部工藝設(shè)備的40% 左右, 海水淡化工藝裝置則幾乎全部是由換熱器組成的。對國外換熱器市場的調(diào)查表明, 雖然各種板式換熱器的競爭力在上升,但管殼式換熱器仍占主導(dǎo)地位約64% 。新型換熱元件與高效換熱器開發(fā)研究的結(jié)果表明, 列管式換熱器已進(jìn)入一個(gè)新的研究時(shí)期, 無論是換熱器傳熱管件, 還是殼程的折流結(jié)構(gòu)都比傳統(tǒng)的管殼式換熱器有了較大的改變, 其流體力學(xué)性能、換熱效率、抗振與防垢效果從理論研究

15、到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面也均有了新的進(jìn)步。目前各國為改善該換熱器的傳熱性能開展了大量的研究, 主要包括管程結(jié)構(gòu)和殼程結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱的發(fā)展。換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于鍋爐暖通領(lǐng)域，隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類越來越多。換熱器廣泛應(yīng)用于機(jī)械、動(dòng)力、運(yùn)輸、空調(diào)、制冷、低溫、熱量回收、替代燃料和制造領(lǐng)域中，其性能的每一點(diǎn)提高都意味巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。隨著科技高速發(fā)展的今天，換熱器已廣泛應(yīng)用國內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，換熱器跟人

16、們生活息息相關(guān)。換熱器顧名思義就是用來熱交換的機(jī)械設(shè)備。在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱為換熱器。在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。3540。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對換熱器的要求也日益加強(qiáng)。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問世。 隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。在換熱器設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇適用的類型，然后計(jì)算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸

17、。 為了適應(yīng)發(fā)展的需要，中國對某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：（1） 合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件； （2） 結(jié)構(gòu)安全可靠；（3） 便于制造、安裝、操作和維修； （4） 經(jīng)濟(jì)上合理。 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)任務(wù)：列管式換熱器二、設(shè)備形式：立式殼程冷凝器三、操作條件：1、乙醇蒸汽：飽和溫度78，冷凝液于飽和溫度下離開冷凝器；2、冷卻介質(zhì)：湖水，進(jìn)口溫度20，出口溫度35；3、允許壓強(qiáng)降：不大于100；4、每年按330天計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行；5、常壓操作。第二章 設(shè)計(jì)方案確定第一節(jié) 換熱器類型的選擇確定設(shè)計(jì)方案的原則是要保證到工藝要求

18、的熱流量，操作安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，可維護(hù)性好，盡可能節(jié)省操作費(fèi)用和設(shè)備投資，故在此初步選用臥式浮頭式：浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)，殼體和管束對膨脹是自由的，故當(dāng)兩張介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，使管束能容易的插入或抽出殼體。這樣為檢修、清洗提供了方便。但該換熱器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮動(dòng)端小蓋在操作時(shí)無法知道泄露情況。因此在安裝時(shí)要特別注意其密封。 浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu)，按不同的要求可設(shè)計(jì)成各種形式，除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動(dòng)外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。浮頭式的基本特點(diǎn)：浮頭式換熱器的一端

19、管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內(nèi)自由移動(dòng)，這個(gè)特點(diǎn)在現(xiàn)場能看出來。這種換熱器殼體和管束的熱膨脹是自由的，管束可以抽出，便于清洗管間和管內(nèi)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高（比固定管板高20%），在運(yùn)行中浮頭處發(fā)生泄漏，不易檢查處理。浮頭式換熱器適用于殼體和管束溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的條件。第二節(jié) 管程、殼程物料的安排在換熱器中，哪一種流體流經(jīng)管程，哪一種流體流經(jīng)殼程，可考慮下列幾點(diǎn)作為選擇的一般原則：(1) 不潔凈或易于分解結(jié)垢的物料宜走管內(nèi)，以便于清洗管子。(2) 具有腐蝕性的物料應(yīng)走管內(nèi)，以免殼體和管子同時(shí)受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。(3) 壓強(qiáng)高的物料宜走管內(nèi)，以免殼體受

20、壓。(4) 飽和蒸氣一般通入殼程，以便于及時(shí)排除冷凝液，且蒸氣較潔凈，冷凝傳熱系數(shù)與流速關(guān)系不大。(5) 被冷卻的流體宜走管間，可利用外殼向外的散熱作用，以增強(qiáng)冷卻效果。(6) 需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi)，因管程流通面積常小于殼程，且可采用多管程以增大流速。(7) 粘度大的液體或流量較小的流體，宜走管間，因流體在有折流擋板的殼程流動(dòng)時(shí)，由于流速和流向的不斷改變，在低re(re>100)下即可達(dá)到湍流，以提高對流傳熱系數(shù)。根據(jù)給定的物料的基本特性，乙醇為飽和蒸汽，走殼程，湖水走管程。第三章 物性數(shù)據(jù)的確定第一節(jié) 定性溫度的確定1.乙醇的定性溫度乙醇為低粘度流體，其定性溫

21、度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。此處取乙醇進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。 式中：t 乙醇的定性溫度，； 乙醇的進(jìn)口溫度，； 乙醇的出口溫度，。代入數(shù)據(jù)得： 2.湖水的定性溫度水為低粘度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。此處取水進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值。 式中: t 水的定性溫度，； 水的進(jìn)口溫度，； 水的出口溫度，。代入數(shù)據(jù)得: 第二節(jié) 根據(jù)定性溫度查取有關(guān)物性數(shù)據(jù)1.乙醇蒸汽凝液在78的物性參數(shù) 物性溫度/溫度密度粘度mpa·s比熱容kj/(kg·)導(dǎo)熱系數(shù)w/(m·)汽化潛熱乙醇蒸汽凝液787890.462.9850.1728462. 水在27.5下的物性數(shù)據(jù)

22、 物性溫度/密度粘度mpa·s比熱容kj/(kg·)導(dǎo)熱系數(shù)w/(m·)20998.21.0054.1830.59930995.70.8014.1740.61827.5996.3250.8524.1760.613第四章 傳熱面積的估算1. 乙醇蒸汽的質(zhì)量流量熱流量 式中： 熱流量，； 乙醇蒸汽的質(zhì)量流量，； 乙醇的汽化潛熱，。代入數(shù)據(jù)得： 2. 對數(shù)平均溫差的計(jì)算 式中： 對數(shù)平均溫差，； 換熱器進(jìn)口溫差，; 換熱器出口溫差，。代入數(shù)據(jù)得： 3. 確定換熱器應(yīng)有的換熱能力及冷卻水用量按45的熱量損失進(jìn)行計(jì)算,當(dāng)按5來計(jì)算時(shí)，用q×0.95就是冷卻水得到的

23、熱量，此可以計(jì)算冷卻水的用量。 式中： 熱流量，； 冷卻水的質(zhì)量流量，； 水的定壓比熱容，； 冷卻水的進(jìn)出口溫度，。 代入數(shù)據(jù)得： 4. 面積估算查相關(guān)數(shù)據(jù)及表格，假設(shè)總傳熱系數(shù) 式中： 熱流量，; 總傳熱系數(shù)，； 估算的傳熱面積，； 對數(shù)平均溫差，。 代入數(shù)據(jù)得： 第五章 工藝結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選型第一節(jié) 管徑和流速1. 管徑 我國國家標(biāo)準(zhǔn)換熱器的規(guī)格有：和，在此選用碳鋼傳熱管。2. 流速 查相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取管內(nèi)冷卻水的流速。第二節(jié) 管程數(shù)和傳熱總管數(shù)1. 管程數(shù) 依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程管數(shù) 式中： 單程傳熱管數(shù)； 管程流體的體積流量，； 傳熱管內(nèi)徑，； 管內(nèi)流體流速，。 代入數(shù)據(jù)得： 按

24、單程管計(jì)算，所需的傳熱管長度為 式中： 單程計(jì)算的傳熱管長度，； 估算的傳熱面積，； 傳熱管外徑，； 單程傳熱管數(shù)。代入數(shù)據(jù)得： 按單程管設(shè)計(jì)，傳熱管過長，需采用多管程結(jié)構(gòu)現(xiàn)取傳熱管管長 則該換熱器的管程數(shù)為： 式中： 管程數(shù)； 單程計(jì)算的傳熱管長度，； 選取每程傳熱管長度，。 代入數(shù)據(jù)得： 傳熱管總數(shù) 式中： 傳熱管的總數(shù)； 管程數(shù)； 單程傳熱管數(shù)。 代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)傳熱面積，管長，管程數(shù)查附錄十九得到相近浮頭式換熱器的主要參數(shù)，如下表：初選浮頭式換熱器的主要參數(shù)名稱數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)管尺寸管程流通面積0.0148殼徑d（dn）管長3管程數(shù)n4管心距管數(shù)n188管排列方式正方形旋轉(zhuǎn)中心排管程10傳

25、熱面積a42.6第三節(jié) 折流擋板數(shù)的計(jì)算 折流擋板是為其加強(qiáng)湍動(dòng)強(qiáng)度，提高其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，折流擋板有橫向折流擋板和豎向折流擋板，單殼程的換熱器僅需設(shè)置橫向折流擋板。其折流擋板的最小間距為殼體內(nèi)徑的2倍。 取折流擋板間距 式中： 折流擋板數(shù)； 選取每程傳熱管長度，； 折流擋板間距，。 代入數(shù)據(jù)得： 第四節(jié) 進(jìn)出口接管內(nèi)徑計(jì)算蒸汽凝液、冷凝液出口 取接管內(nèi)乙醇蒸汽凝液的流速為 式中： 乙醇進(jìn)出口管徑，； 殼程中流體的體積流量，； 殼程中流體的流速，。 代入數(shù)據(jù)得： 選擇管子規(guī)格為：32（1）湖水進(jìn)口、湖水出口 式中： 湖水進(jìn)出口管徑，； 殼程中流體的體積流量，； 管程中流體的流速，。 代入數(shù)據(jù)得：

26、 選擇管子規(guī)格為：15（）第六章 換熱器的核算第一節(jié) 熱流量核算殼程流體對流給熱系數(shù) 選用立式浮頭式換熱器 式中： 折流擋板間距，；殼徑，； 傳熱管外徑，m。其中 代入數(shù)據(jù)得： 核算流速； 式中： 乙醇蒸汽的流速，； 殼程中流體的體積流量，； 殼程的截面積，。 代入數(shù)據(jù)得： 雷諾數(shù) 式中： 乙醇蒸汽的質(zhì)量流量，； 傳熱管外徑，； 傳熱管的總數(shù)。 代入數(shù)據(jù)得： ，屬于層流，故： 式中： 殼程流體對流給熱系數(shù)，； 乙醇的密度， 乙醇的導(dǎo)熱系數(shù)，。代入數(shù)據(jù)得： 管內(nèi)流體對流給熱系數(shù) 水的流速 式中： 水的流速，； 水的體積流量， 管積的流通面積，。代入數(shù)據(jù)得： 雷諾數(shù) 式中： 管程流體的雷諾數(shù)； 管

27、外徑，； 水的流速，； 水的密度，； 水的粘度，。代入數(shù)據(jù)得： 普朗特?cái)?shù) 式中： 水的普朗特?cái)?shù)； 水的定壓比熱容，； 水的粘度，； 水的導(dǎo)熱系數(shù)，。代入數(shù)據(jù)得：， 故： 式中： 管內(nèi)水的對流給熱系數(shù)，； 水的導(dǎo)熱系數(shù)，； 管內(nèi)徑，； 水的雷諾數(shù)； 水的普朗特?cái)?shù)。代入數(shù)據(jù)得： 管壁熱阻 式中： 管壁熱阻，； 管壁厚度，； 管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，。代入數(shù)據(jù)得： 污垢熱阻查表得：管外側(cè)污垢熱阻：管內(nèi)測污垢熱阻： 5.總傳熱系數(shù) 式中： 總傳熱系數(shù)，； 殼程、管程流體的對流給熱系數(shù)，； 管外、管內(nèi)污垢熱阻，； 管壁熱阻，； 管內(nèi)徑、管外徑、平均直徑， 代入數(shù)據(jù)得：傳熱面積裕度 式中： 計(jì)算的傳熱面積，； 熱

28、流量，; 實(shí)際的傳熱系數(shù)，； 對數(shù)平均溫差，。代入數(shù)據(jù)得： 式中： 傳熱面積的裕度； 實(shí)際的傳熱面積，； 計(jì)算的傳熱面積，。代入數(shù)據(jù)得：第二節(jié) 壓降核算 管程壓降 其中： 式中： ； ； ； 分別為殼程數(shù)、管程數(shù)； 管程結(jié)垢校正系數(shù)，可取1.5； 摩擦系數(shù)； 傳熱管的長度和內(nèi)徑,m; 水的流速，； 水的密度，；6 局部阻力系數(shù)，可取3.由于，相對粗糙度，查莫狄圖得代入數(shù)據(jù)得： 管程壓降在允許的范圍之內(nèi) 殼程壓降 其中： 式中： ； 流體經(jīng)過管束的阻力和流過折流板缺口的阻力，； 管程結(jié)垢校正系數(shù)，可近似取1.0； 殼程數(shù)。 每一殼程的管子總數(shù)； 折流擋板數(shù)； 這流擋板間距，m; 換熱器殼體內(nèi)徑，

29、m； 殼程流體的流速，； 管子排列形式對阻力的影響，f=0.4； 殼程流體摩擦因子。 代入數(shù)據(jù)得： 殼程壓降在允許范圍內(nèi)選取換熱器型號： 參數(shù)管程殼程流率物性定性溫度密度定壓比熱容粘度熱導(dǎo)率普朗特?cái)?shù)設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)形式殼程數(shù)1殼體內(nèi)徑600臺(tái)數(shù)1管徑管心距320管長3000管子排列正方形管數(shù)目/根188折流板數(shù)/個(gè)11傳熱面積42.6折流板間距250管程數(shù)4材質(zhì)碳鋼主要計(jì)算結(jié)果管程殼程流速/（m/s）1.0684.9表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/w/（k）4694.31098.73污垢熱阻/（k/w）0.00060.0004阻力/ kpa31.1940.09384熱流量/kw1038.5傳熱溫差/k50.13傳熱

30、系數(shù)/w/（k）597.2裕度/% 22.8參考文獻(xiàn)1 化工原理天津大學(xué)化工原理教研室編 天津：天津大學(xué)出版社. （1999）2 換熱器秦叔經(jīng)、葉文邦等 ，化學(xué)工業(yè)出版社（2003）3 化工原理（第三版）上、下冊譚天恩、竇梅、周明華等，化學(xué)工業(yè)出版社（2006）4 化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)華南工學(xué)院化工原理教研室（1987）5 化工原理課程設(shè)計(jì)賈紹義等，天津大學(xué)出版社（2003）致謝在課程設(shè)計(jì)即將完成之際，我想向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x。我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意! 感謝王智娟老師細(xì)心為我修改課

31、程設(shè)計(jì)，從她那里學(xué)到的不只是專業(yè)知識，更多的是做人的道理， 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師*老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。*老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向*老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感

32、謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！畢業(yè)論文設(shè)計(jì)致謝語 為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）已接近尾聲了，我的四年大學(xué)生涯也即將圈上一個(gè)句號。此刻我的心中卻有些悵然若失，因?yàn)槟切┦煜さ臅?huì)計(jì)系的恩師們和各位可愛的同學(xué)們，我們也即將揮手告別了。四年間，每次走進(jìn)會(huì)計(jì)系教研室都會(huì)讓我感受到一種親切熱情的氛圍。無論是學(xué)習(xí)、工作生活上的問題，恩師們都會(huì)悉心給以指導(dǎo)解答，讓我倍受感動(dòng)。也就是在這里，給我的大學(xué)生涯設(shè)計(jì)點(diǎn)上了第一個(gè)逗號。我的學(xué)術(shù)論文創(chuàng)作的開始，也是從這里起步的。從某種意義上可以說，今日的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）其實(shí)從大一時(shí)已經(jīng)開始了。會(huì)計(jì)系的老師們，給

33、我四年的學(xué)習(xí)、成長創(chuàng)造了一個(gè)良好的環(huán)境，引導(dǎo)我充分利用學(xué)校的學(xué)習(xí)資源，去發(fā)展、充實(shí)自我，而不曾虛度光陰。在此，我真誠的向你們道一聲：“謝謝！”。很榮幸在剛進(jìn)校門時(shí)，能遇到像畢重榮老太太這樣一位為學(xué)生盡心盡責(zé)的恩師，如今她已退休在家。在教給我們知識的同時(shí)，她也傳授了許多為人、做學(xué)問的道理，可謂誨人不倦。我的第一篇社會(huì)實(shí)踐論文，悉出自她一手指導(dǎo)。她實(shí)事求是的態(tài)度，對論文質(zhì)量的嚴(yán)格要求，和不厭其煩的指導(dǎo)修改，給我留下了深刻地印象。我們的班主任李江濤老師，雖不曾與我們有過課程上的接觸，但對整個(gè)班級同學(xué)學(xué)習(xí)和生活上無微不至的關(guān)懷，讓同學(xué)們紛紛稱道。李老師對我個(gè)人學(xué)習(xí)、工作上的關(guān)愛，也讓我在大學(xué)期間備受其

34、益，著實(shí)感動(dòng)。嚴(yán)漢民老師和李月娥老師分別在院、系擔(dān)任重要職務(wù)，公務(wù)冗忙，但對會(huì)計(jì)學(xué)社工作的開展給予了極大的支持。讓我愧疚的是，個(gè)人能力有限，沒能為整個(gè)會(huì)計(jì)系的學(xué)生做出太多貢獻(xiàn)，在此深表感謝和歉意。李老師是我的會(huì)計(jì)學(xué)入門老師，給我的專業(yè)方向打下了良好的基礎(chǔ)，她是“師父送上馬”的那樣一位恩師。而嚴(yán)老師現(xiàn)在又是我畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的指導(dǎo)老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，沒少費(fèi)心思。從論文創(chuàng)作的選題、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、甚至是編排格式上都悉心指導(dǎo)，提出了寶貴意見，讓我在專業(yè)論文創(chuàng)作上又進(jìn)了一步。就整個(gè)大學(xué)而言，嚴(yán)老師可以說是“扶我下馬”的過程。在他這里，我學(xué)到了許多以前沒有學(xué)到的東西，包括做人方式。至今清晰記得在工作單位實(shí)習(xí)時(shí)，嚴(yán)老師幾經(jīng)周折把電話打到單位，親切追問畢業(yè)論文