速柴油原油换热管为三角形排列，壳程的当量直径为雷诺数柴油，普兰德数，原油被加热，所以污垢热阻根据设计任务书，两侧的污垢热阻，。总传热系数取管壁的压强降折流板间距壳体内径原油般地，流体流经换热器进出口导致的压强降可以忽略。壳程总压降对于液体壳程压强降的结垢校正系数壳程数符合任务书的要求。设计结果览表换热器工艺设计结果如下表所示壳径，换热面积，管程数管长，管径，管子排列正三角形管中心距，管数壳程数折流板直径，折流板缺口高度折流板厚，折流板间距，折流板数量需要面积裕量需要需要实际符合换热器设计规范的要求。压强降的计算管程压强降已知管程直管的绝对粗糙度ε，则ε，雷诺准数柴油，查摩擦系数图，得到，所以，每程直管的压降柴油柴油在每管程中局部阻力导致的压强降按经验公式计算如下柴油般地，流体流经换热器进出口导致的压强降可以忽略。对于的换热管，结垢校正系数因为是单壳程四管程的换热器，所以，，符合任务书的要求。壳程压强降流体横过管束的压强降管子排列方法对压强降的校正因数正三角形排列壳程流体的摩擦系数，当时，横过管束中心线的管子数折流板数壳程流速原油原油流体通过折流板缺口少，运行可靠管束可以抽出，管间清洗方便。其缺点是管内清洗困难哟由于管子需要定的弯曲半径，故管板的利用率较低管束最内程管间距大，壳程易短路内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。此外，其造价比管定管板式高左右。浮头式换热器浮头式换热器的结构如下图所示。其结构特点是两端管板之不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力管束可以从壳体内抽搐，便与管内管间的清洗。其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。填料函式换热器填料函式换热器的结构如图所示。其特点是管板只有端与壳体固定连接，另端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃易爆有度和贵重的介质不适用。换热器类型的选择由于原油温度低于柴油，为减少热损失和充分利用柴油的热量，选择原油走壳程，柴油走管程。二工艺计算计算热负荷不考虑热损失由于设计条件所给为无相变过程。由设计任务书可知热负荷为原油原油，由热量守恒可计算柴油出口温度柴油柴油，计算平均温度差实际换热面积为选择换热器壳体尺寸选择换热管为三角形排列，换热管的中心距为。横过管束中心线的管数最外层换热管中心线距壳体内壁距离，此处取倍，即壳体内径圆整后，换热器壳体圆筒内径为，壳体厚度选择。长度定为。壳体的标记筒体。筒体材料选择为，单位长度的筒体重，壳体总重为。确定折流挡板形状和尺寸选择折流挡板为有弓形缺口的圆形板，直径为，厚度为。缺口弓形高度为圆形板直径的约，本设计圆整为。折流挡板上换热管孔直径为，共有个拉杆管孔直径为，每个折流挡板上有个。折流挡板上的总开孔面积。折流挡板的实际面积，重量为。选择折流挡板间距。折流挡板数块。传热系数的计算管程对流传热系数换热管内柴油流速柴油柴油雷诺数柴逆流温度差逆确定流体走向由于原油温度低于柴油，为减少热损失和充分利用柴油的热量，选择原油走壳程，柴油走管程。换热面积估算由食品工程原理课程设计的表，取估先假设换热器为单管程单壳程的，且冷热流体逆流接触。则估估逆预先估算传热面积为。选柴油的流速为取换热管的规格为碳素钢管。估算单管程的管子根数柴油柴油根。根据传热面积估计算管子的长度，有估式中换热管的内径，为换热管的外径，为管程数的确定由于数值太大，换热器不可使用单管程的形式，必须用多管程。我们选择管程的长度为，则管程数通常选择偶数校正温度差根据，的值，查食品工程原理教材中图，得温度校正系数，说明换热器采用单壳程，四管程的结构是合适的。逆。求实际换热面积实际换热管数为，根。实际述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体管束管板折流挡板和封头等组成。种流体在关内流动，其行程称为管程另种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大以上时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。换热器是化工石油食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模物料的性质传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。按用途它可分为加热器冷却器冷凝器蒸发器和再沸器等。根据冷热流体热量交换的原理和方式可分为三大类混合式蓄热式间壁式。间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类换热器适用于冷热流体不允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。直接接触式换热器又称混合式换热器。在此类换热器中，冷热流体相互接触，相互混合传递热量。该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷热流体允许直接接触和混合的场合。常见的设备有凉水塔洗涤塔文氏管及喷射冷凝器等。蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。其缺点是设备的体积庞大，且不能完全避免两种流体的混合。工业上最常见的换热器是间壁式换热器。根据结构特点，间壁式换热器可以分为管壳式换热器和紧凑式换热器。紧凑式换热器主要包括螺旋板式换热器板式换热器等。管壳式换热器包括了广泛使用的列管式换热器以及夹套式套管式蛇管式等类型的换热器。其中，列管式换热器被作为种传统的标准换热设备，在许多工业部门被大量采用。列管式换热器的特点是结构牢固，能承受高温高压，换热表面清洗方便，制造工艺成熟，选材范围广泛，适应性强及处理能力大等。这使得它在各种换热设备的竞相发展中得以继续存在下来。使用最为广泛的列管式换热器把管子按定方式固定在管板上，而管板则安装在壳体内。因此，这种换热器也称为管壳式换热器。常见的列管换热器主要有固定管板式带膨胀节的固定管板式浮头式和形管式等几种类型。设计方案简介换热器类型的选择根据列管式换热器的结构特点，主要分为以下四种。以下根据本次的设计要求，介绍几种常见的列管式换热器。固定管板式换热器这类换热器如图所示。固定管办事换热器的两端和壳体连为体，管子则固定于管板上，它的结余构简单在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑由于这种结构式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。型管换热器型管换热器结构特点是只有块管板，换热管为型，管子的两端固定在同块管板上，其管程至少为两程。管束可以自由伸缩，当壳体与型环热管由温差时，不会产生温差应力。型管式换热器的优点是结构简单，只有块管板，密封面题目列管式燃油加热器的设计学生姓名指导老师学院班级时间食品学院专业班学生姓名设计题目列管式石油加热器的设计设计时间年月日年月日指导老师设计任务炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表，两侧的污垢热阻均可取换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度ε，要求两侧的阻力损失均不超过。试设计台适当的列管式换热器。学号后位数字物料温度质量流量比热密度导热系数粘度工作压力入口出口柴油常压原油常压设计内容目录设计题目及原始数据任务书设计方案的确定及流程说明换热面积的估算管子尺寸及数目计算管子在管板上的排列壳体内径的确定换热器校核包括换热面积压力降等设计结果概要或设计览表参考文献设计思考题设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换