太原工业学院化工原理设计.docVIP

太原工业学院 化工原理课程设计 设计题目：纯苯液体冷却剂 班 级： 姓 名: 学 号： 指导教师： 2012年12月 前言 化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必须的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。通过这一环节，使学生初步掌握化工设计的基本知识、设计原则及方法；熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选用公式和数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学生培养成尊重实际问题，向实际问题学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想，经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学知识独立解决实际问题的能力。 化工原理设计任务书 设计题目:一纯苯液体冷却剂 设计条件： 1、处理能力：20000kg/h 2、设备型式:列管式换热器（非定型式) 流体 名称 入口温度℃ 出口温度℃ 物料 苯（液) 80 50 加热冷却介质 循环水 29 39 3、操作条件 允许压力降: 小于0.1Mpa。热损失: 按传热量的10％计算 设计内容 1.0 前言 1.1 确定设计方案(设备选型、冷却剂选择、换热器材质及载体流入空间的选择） 1.2 确定物性数据 1.3 工艺设计 初估换热面积，并确定换热器基本尺寸 （包括管径、管长、程数、每管程数、管子排列、壁厚、换热器直径、流体进出管管径等计算） 1.4换热器核算 （1)核算总传质系数（传热面积） （2）换热器内流体的流动阻力校准（计算压降） 1.5 机械结构选用 (1)管板选用、管子在管板上的固定、管板与壳体连结构 (2)封头类型选用 （3）温度补偿装置的选用 （4）管法兰的选用 （5）管、壳程接管 1.6 换热器主要结构尺寸和计算结果表 1.7 结束语（包括对设计的自我评价及有关问题的分析讨论） 1.8 换热器结构尺寸图（4#图纸） 1.9参考资料目录 开始日期: 年 月 日 结束日期: 年 月 日 学生姓名： 班级： 学号: 指导教师: 目录 一、流程图 1 二、设计内容 2 2.1 设计过程 2 2.2 设计计算 3 1. 粗算换热面积 3 2. 选取管速 4 3. 核算 6 2.3 辅助件选取 11 三、画图 13 结束语 14 参考书目 15 附表 换热器主要结构尺寸和计算结果 16 附图 一、流程图 二、设计内容 2.1 设计过程 1. 确定设计方案 ①选择设备类型 冷流体水和热流体苯的最高温差和最低温差80℃-29℃=51℃＞50℃，所以应选择设置膨胀节的固定管板式换热器。 ②根据流体性能选取流体的管壳程 苯为热流体且冷却水比苯易结垢，所以苯为壳程流体，水为管程流体。 ③流向选择 流向选为折流。 ④流体参数（苯为65℃，水为34℃） 苯 0.1326 0.37 825.325 1.87 水 0.6176 0.7371 994.4 4.21 2. 粗算换热面积 ①计算换热器热负荷 ②求水需要的量 ③求传热平均温度差 ④假设值 ⑤估算值 3. 选取管速 ①选取管子类型 有三类管子： ②确定管子根数 ③程数的确定 标准管长有 ④计算管板的大小 ⑤选取壳程、内径和壁厚 4. 核算 ①值核算 ②换热面积核算 ③压力核算 2.2 设计计算 1. 粗算换热面积 ①计算换热器热负荷 ②计算水需要的量 热流体苯在壳内流动： 得冷却水用量为： ③计算传热平均温度差 按逆流算出 选用的换热器为单壳程，查温差校正系数图得，故 ④假设值 查表得的取值范围为：，取。 ⑤估算值 由假设的值估算出传热面积为： 2. 选取管速 ①选取管子类型 选用的无缝钢管 ②确定管子根数 假设流速为，因为 则由公式得 ③程数的确定 由 得 取长度为的标准管子，则管程为: , 得:（根） 按正三角形排布如右图： 实际管数为（根）， 每程实际管数为 实际流速为 ④计算管板的大小 ⑤选取壳程、外径和壁厚 实验中选用的壳程数为1。 壳体内径为： 圆整可取； 折流板间距为： 圆整可取。 3. 核算 ①值核算 管内： 管内流体被加热， ， 管外： 管子按正三角形排布，则传热当量直径为： 壳程流通截面积为： 壳程流体流速： 壳体中苯被冷却，取，则 污垢热阻和管壁热阻： 管内外侧热阻分别取：, ； 取碳钢导热系