2 传热计算

2.1 确定设计方案

我这次的毕业设计题目是某化工厂管壳式换热器设计，这种换热器被用于冷却煤油。本次设计包括换热器的传热设计、管程和壳程的流动阻力计算还有其结构设计，零部件的校核计算等。完成的目标就是尽可能的提高换热器的传热效率。

我此次设计的规划是：

首先要做的是，查阅相关的的书籍，找到需要换热的两种流体的物性参数，进行传热计算；其次，要估算传热面积，设计传热面的结构，还有管程以及壳程进行流动阻力的校核计算；计算完成以后进行换热器的结构设计，要根据综合起来考虑，选择最合适的材料，保证其可以正常安全运行，也要考虑到材料的价格。最后全部设计完成以后，用CAD绘图软件完成图纸的绘制。并且把论文格式以及图纸的格式按照标准调整好。

流体流动空间的确定

表 2.1 基本参数

基本参数 介质 设计压力（MPa） 进口温度

出口温度 流量G（kg/h）

壳程 煤油 0.1 140 40 14000

管程 冷却水 0.3 20 40 /

两种流体分别是煤油和冷却水，因为使用煤油作为冷却液，壳体工艺便于散热。如果采用管道工艺，壁温之间的差将会不断增加，热应力也会不断地增加。循环水的话，大多数选用冷却水，本次设计也是如此。如果是导热系数比较大的循环水，比较受热结垢。所以壳程内的流体选用煤油，管道过程则选用冷却水。在大多数情形，流体被加热以后，温度会开始不断地升高，密度会开始不断地下降，壳内的流体会因此而自行上浮，所以壳程内我这次要采用下进上出的布置方式；依据相同的原理，流体被冷却的时候，就要采用上进下出的布置方式，此种方式就被称为逆流流动，这样做会有利于传热面的有效利用率的大大提高。