浮头式换热器设计+开题报告+文献综述+英文翻译+原文

第三章 换热器的设计方案确定

第三章 换热器设计方案确定

3.1 本次的设计要求

设计一种换热器，要求将15t/h的T-1煤油由150℃冷却到50℃。本次设计需要进行：

总体参数设计计算 传热学计算 结构的三维设计

换热器的工程图设计：总装配图一张；零件图3张

3.2 确定设计方案

冷却剂的选用

因为水是最容易获得，并且廉价，所以本次设计中选用的冷却剂为水。 流程安排

本设计中的两流体均不发生相变的传热过程，因水的对流传热系数一般较大，冷却水一般为循环水，而循环水易结垢，为便于清洗，应采用冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。 换热器的类型设计

两流体温度变化情况：热流体进口温度：150℃，出口温度50℃，冷流体进口温度29℃，出口温度39℃。由于该换热器的管壁温度和壳体温度有较大温差，大于50℃，因此需要考虑热补偿，设煤油压力1MPa，冷却水压力也为1MPa。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步选用浮头式换热器（Ⅱ型）。

3.3 完成设计所具备的工作条件及解决办法

为完成本毕业设计，将运用在校学习的工程制图，力学，材料学，过程装备设计及计算机等相关知识，结合在生产实习等实践教学中，学习的换热器及零部件的加工制造和装配知识，以及学习的有关换热器的设计知识，通

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

过对各种技术资料的收集调研，分析计算，设计绘图的实践，学习掌握由原理方案的设想，转化为结构的设计思路及设计方法。熟练掌握各方面的知识。

计算机辅助设计软件：

SW6-1998 v6.0 、AutoCAD2004 、Solid works 、ANSYS、MS office等软件。

工具书：

化工英汉词典、化工设计手册

GB 150-1998钢制压力容器、GB 151-1999管壳式换热器

3.4 本章小结

初步确定本次设计为浮头式换热器（Ⅱ型），循环冷却水走管程，煤油走壳程。

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第四章 研究步骤、方法及设计产品的确定

第四章 研究步骤、方法及设计产品的确定

4.1 原始数据

?=29℃ 水进口温度：t2??=39℃ 水出口温度：t2水工作压力：P2=1MPa

煤油进口温度：t1?=150℃ 煤油出口温度：t1??=50℃ 油工作压力：P1=1MPa 煤油流量：15t/h

4.2 流体的物性参数

查物性表得：

煤油的定性温度：tm1?100℃ 煤油的密度：?1?763kg/m3 煤油的比热：Cp1?2.29kJ/(kg?℃) 煤油的导热系数：?1?0.1303W/(m?℃) 煤油的粘度:?1?772?10?6kg/(m?s) 煤油的普兰德数：Pr1?13.57 水的定性温度：tm2?34℃ 水的密度：?2?994kg/m3 水的比热:Cp2?4.175kJ/(kg?℃) 水的导热系数：?2?0.624W/(m?℃) 水的粘度：?2?801?10?6W/(m?℃) 水的普兰德数：Pr2?5.4

4.3 传热量及平均温差

传热量

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

确定热损失系数?l?0.98

'''Q?M1Cp1(t1?t2)?l?935KW冷却水用量

M2?22.4kg/s逆流时的对数平均温差

?ttmax??tmin1m,c???

ln?t39max

?tmin参数P及R

P?t''t'2?2t'1?0.0831?t2t'''R?1?t1t'''?102?t

2有效平均温差 确定温差修正系数ψ：

ln1?P??R2?11?PR R?1ln2?P(1?R?R2?1)?0.849 2?P(1?R?R2?1)

则有效平均温差?tm???t1m,c?33.1℃

4.4 估算传热面积及传热面结构

估算传热面积

查参考资料初选传热系数k?230W/(m2?℃)

F'?Q '?122.82m2

k0?tm16

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