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分析管壳管壳式换热器设计优化与适宜操作区性能

收藏本文 2024-04-04 点赞:20122 浏览:85819 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:换热器是各种生产装置中最重要的化工设备之一,它广泛运用于化工、石油化工、制药、造纸、冶金、制冷、轻工业等行业。换热器种类繁多,根据其传热原理和实现热交换的策略可以分为间壁式、混合式及蓄热式三类,每种换热器都有其优缺点。在实际工程运用中,以间壁式换热器运用最为广泛,而又以管壳式换热器利用最为普遍。如何根据不同的工艺生产流程和生产规模,设计出投资省,能耗低,传热效率高,维修方便的换热器,是工艺设计人员的核心命题。对于石化行业的工艺设计人员来讲,最重要的任务就是针对具体的操作工况选择最合适的换热器,以减少投资,减少运转及维护成本,获得最大的经济效益。利用Visual Basic6.0软件编写了一个用于无相变管壳式换热器的计算程序,并针对某一具体工况进行了管壳式换热器的设计计算,设计换热器的最优操作区域,并将计算结果与著名的换热器计算软件Xchanger Suite xist的结果进行比较。通过对换热器管壳程部分输入的几何参数以及对换热器管壳程流速、压力降、传热面积富余量等计算结果的判断,设计出到换热器的最佳操作区域。本论文依据管壳式换热器的管程、壳程的最小及最大流速,依照管壳程允许压降确定最大流速,依据管壳程流体应处于湍流状态确定最小流速。首次提出了换热器的稳定操作区域的概念,并确定了最优操作区域的范围。关键词:管壳式换热器论文流速论文压力降论文传热面积论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-11

    前言11-13

    1 文献综述13-36

    1.1 概述13-14

    1.2 管壳式换热器分类与特点14-17

    1.2.1 固定管板式换热器15

    1.2.2 浮头式换热器15-16

    1.2.3 U 形管式换热器16-17

    1.3 管壳式换热器的型号17-18

    1.3.1 型号表示策略17-18

    1.3.2 基本参数及说明18

    1.3.3 TEMA 换热器的结构18

    1.4 换热器的选型18-28

    1.4.1 工艺条件的确定19-23

    1.4.2 结构参数的确定23-28

    1.5 强化传热的途径以及换热网络的合成概述28-31

    1.5.1 强化传热28-30

    1.5.2 换热网络的合成概述30-31

    1.6 化工模拟软件介绍31-34

    1.6.1 Aspen Plus31-32

    1.6.2 HYSYS 软件32-33

    1.6.3 PRO/II 介绍33

    1.6.4 国外某著名换热器计算软件介绍33-34

    1.7 本论文的探讨内容34-36

    2 计算实例与说明36-41

    2.1 不足描述36

    2.2 计算历程说明36

    2.3 换热器的设计要求36-37

    2.4 管壳式换热器的设计37-41

    2.4.1 管壳式换热器设计的基本步骤37-39

    2.4.2 管壳式换热器工艺设计计算逻辑39-40

    2.4.3 管壳式换热器工艺核算逻辑40-41

    3 换热器的设计计算41-53

    3.1 换热器型式的确定41-42

    3.2 换热器的计算42-49

    3.2.1 热负荷计算43

    3.2.2 换热器传热面积的计算43-44

    3.2.3 换热器管程压力降的计算44

    3.2.4 换热器壳程压力降的计算44-46

    3.2.5 用自编换热器计算软件计算换热器46-48

    3.2.6 某换热器计算软件计算换热器48-49

    3.3 换热器最优操作区域的探讨49-53

    4 管壳式换热器的核算53-65

    4.1 换热器的压力降核算53-56

    4.1.1 管程压力降核算53-54

    4.1.2 壳程压力降核算54-56

    4.2 换热器总传热系数核算56-57

    4.2.1 管程导热系数56

    4.2.2 壳程导热系数56-57

    4.2.3 污垢热阻57

    4.2.4 总传热系数57

    4.3 换热器传热系数和传热面积的数据浅析57-58

    4.4 换热器的比较计算58-59

    4.5 比较选型59-60

    4.6 参数比较浅析60-61

    4.6.1 压力降浅析60

    4.6.2 给热系数的浅析60-61

    4.7 运用某换热器计算软件进行换热器的核算61-63

    4.7.1 计算历程输入及结果61-62

    4.7.2 计算结果浅析62-63

    4.8 换热器设计选型中应注意的不足63-65

    5 结论65-66

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