乙醇原料液-釜液换热器设计(编辑修改稿)

乙醇原料液-釜液换热器设计(编辑修改稿)内容摘要：

固定管板式换热器的两端和壳体连为一体，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。 2 U型管换热器U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。 管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。 U型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，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；哟由于管子需要一定的弯曲半径，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10%左右。 3 浮头式换热器其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接，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。 4 填料函式换热器其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。 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。 设计方案选定1 换热器类型的选择按照设计任务书的要求，热流体釜液入口温度135℃，出口温度113℃，冷流体是原料液，入口温度90℃，出口128℃，甲苯温度变化为45℃比较大。 基于这些要求，应选择浮头式换热器，是由于它具有管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力、制造方便和易于清洗的特点。 2 列管式换热器设计的主要内容列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流体设计、结构设计、以及强度设计。 其中以热力设计最为重要。 不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，而且对于已生产出来的，甚至已投入使用的换热器在检验它是否满足使用时，均需要进行这方面的工作。 热力设计是指根据使用单位提出的基本要求，合理的选择运行参数，并根据传热学的知识进行传热计算。 第3章 换热器的设计计算 物性参数的确定 定性温度的确定定性温度，取流体进口温度的平均值壳程流体釜液的定性温度：℃管程原料液的定性温度：℃表31物料参数表名称乙醇水混合物密度700比热导热系数粘度pas釜液在定性温度下的相关物性参数名称乙醇水混合物密度678908比热导热系数粘度pas 换热器设计计算 计算传热量Q=WhCp(T1T2)=10000038==a. 换热器的课程数对于无相变的多管程的换热器壳程数的确定，是由工艺条件，即冷、热物流进出口温度，按逆流流动给出传热温差分布图如图471所示，采用图解方法确定壳程数。 图解壳程数Ns如图可见，所用水平线数为2，故选取该换热器的壳程为2。 其处理办法，或在一壳体内加隔板或选用两个单壳程的换热器，显然后者比较方便。 故选用两台相同的换热器。 前面已提供了釜液及原料液进出口温度，于是可得：　　　 ＝℃则流动方式选用逆流在列管式换热器中由于加折流板或多管程，冷、热两流体并非纯逆流，以上应加以校正，其校正系数按以下步骤求得：由R、P及壳程数 查图得知使用单壳程无法满足换热需求查双壳程曲线：，于是得传热温差校正值为：　　　　　　　℃根据冷、热流体在换热器中有无相变化及其物性等，选取传热系数℃，于是可求所需传热面积A为：　　　　　　根据传热温差的大小，传热介质的性质以及结垢、清洗要求等条件选择适宜的换热器，为保证传热时流体适宜流动状态，还需估算管程数。 管程热流体（釜液）体积流量。