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化工原理课程设计

说明书

题目:课程名称:

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课程名称:

设计人:

专业:

班级:

学号:

指导老师:

化工原理课程设计

吴琳瑜

化学工程与工艺

化工B081

200801034119

李辰明

日期：2010.12.19

学校：华北科技学院

目录

TOC\o1-5\h\z设计题目 3

设计条件 3

\oCurrentDocument设计任务 3

\oCurrentDocument设计原则 3

\oCurrentDocument设计流程 3

\oCurrentDocument一、 确定设计方案 3

选择换热器类型 3

确定冷、热流体流径途径 4

\oCurrentDocument二、 流体有关物性数据 4

\oCurrentDocument三、 估算传热面积 4

计算热负荷 4

冷却水用量 4

传热平均传温差 4

四、 初算传热面积 4

五、 工艺结构尺寸 5

选管子规格 5

总管数和管程数 5

初选换热器类型与型号 5

确定管子在管板上的排列方式 5

管子与管板、管板与壳体的连接 6

壳体内径的确定 6

确定实际管子数目 6

折流挡板 6

其他附件 7

接管 7

\oCurrentDocument六、 换热器核算 8

总传热系数K的计算 8

⑴管内传热膜系数 8

⑵管外传热膜系数 8

⑶污垢热阻和管壁热阻 9

⑷总传热系数K 9

⑸传热面积校核 9

壁温的计算 9

核算压力降 10

⑴管程压力降 10

⑵壳程压力降 10

\oCurrentDocument七、 设计计算结果汇总表 11

八、 总结 12

参考文献 13

CAD图纸 14

设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用

设计条件

炼油厂用原油将柴油从175°C冷却到130°C。柴油流量为12500kg/h原油初温为70°C，经换热后升温到110C。换热器的热损失可忽。管、壳程阻力压降不大于30kpa。污垢热阻均取0.0003m2?C?W-1。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。

设计任务

根据设计条件选择合适的换热器型号，并核算换热面积，压力降是否满要求，并设计管道与壳体的连接，管板与壳体的连接，折流板数目、形式等。

绘制列管式换热器的装配图。

编写课程设计说明书。

设计原则

满足工艺和操作要求

设计出来的流程和设备首先要保证质量，操作稳定，这就必须配置必要的阀门和计量仪表等，并自确定方案时，考虑到各种流体的流程，温度和压强变化使采取什么措施来调节，而在设备发生故障时，加修应方便。

满足经济上的要求

在确定某些操作指标和治标和选定设备型式以及仪表配置时，要有经济核算的观点，既能满足工艺和操作要求，又使施工简便，材料来源容易，造价低廉。如果有废热可以利用，要尽量节省热能，充分利用，或者采取适当的措施达到降低成本的目的。

保证安全生产

在工艺流程和操作中若有爆炸、燃烧、中毒、烫伤等危险，就要考虑必要的安全措施。又如设备的材料强度的演算，除按规定应有一定的安全系数外，还应考虑防止由于设备中压力突然升高或者造成真空而需要装置安全阀等，以上提到的都是为了保证安全生产所需要的。设计方案也可能一次定不好，后来需要修改，但各物料流通路线和操作指标的改动都对后面的计算的影响，所以最好第一次确立就考虑周到些。

设计流程

、确定设计方案

选择换热器类型

两流体的温度变化情况：

热流体进口温度为175C，出口温度为130C。

冷流体进口温度为70C，出口温度为110C

由于冷、热流体温差较大，同时为了便于拆卸清洗，选用浮头式列管换热

器。

确定冷、热流体流径途径

由于柴油较易结垢，为便于清洗，应使柴油走管程，原油的粘度大，在装

有折流挡板的壳程中流动。有利于提高湍动，增大传热系数，原油走壳程。

:、流体有关物性数据

物料

p，kg/m3

cp,kJ/(kgC)

入W?m-i?C-i

*，Pa?s

原油

815

2.2x103

0.128

3x10-3

柴油

715

2.48x103

0.133

0.64x10-3

三、估算传热面积

1.计算热负荷（忽略热损失）

Q=qCAT=12500X2.48X103x(175-130)=3.875x105Wm,1p，1 3600

2.冷却水用量（忽略热损失）

m,2cAT

m,2

cAT

p，2

3.875x105

2.2x103x(110—70)

=4.40

kg/s

传热平均传温差

先按逆流计算

=土P=

=土P=65-60

—□ □.

2__ 2

]T—tln1—2

T—11

“=62.5°