列管式换热器的设计(化工原理课程设计).docVIP

PAGE PAGE 13 目录 §一.任务书 1.1.化工原理课程设计的重要性 1.2.课程设计的基本内容和程序 1.3.列管式换热器设计内容 1.4.设计任务和操作条件 1.5.主要设备结构图 §二.概述及设计要求 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计要求 §三.设计条件及主要物理参数 3.1.初选换热器的类型 3.2.确定物性参数 3.3.计算热流量及平均温差 3.4.管程安排(流动空间的选择)及流速确定 3.5.计算传热系数k 3.6.计算传热面积 §四.设计结果汇总 §五.设计评述 §六.工艺流程图 §七.符号说明 §八.参考资料 §一化工原理课程设计任务书 1.1.化工原理课程设计的重要性 化工原理课程设计是学生学完基础课程以及化工原理课程以后，进一步学习工程设计的基础知识，培养学生工程设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用化工原理和相关选修课程的知识，联系生产实际，完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。通过这一环节，使学生掌握单元操作设计的基本程序和方法，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养成尊重实际问题向实践学习，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的知识，独立解决实际问题的能力。 1.2.课程设计的基本内容和程序 化工原理课程设计的基本内容有： 设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 主要设备的工艺计算：物料衡算、能量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。 辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格型号的选定。 工艺流程图：以单线图的形式描绘，标出主体设备与辅助设备的物料方向、物流量、主要测量点。 主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。 编写设计说明书：可按照以下几步进行： ⒈ 课程设计准备工作 ① 有关生产过程的资料； ② 设计所涉及物料的物性参数； ③ 在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计算方法； ④ 设备设计的规范及实际参考图等。 ⒉ 确定设计方案 ⒊ 工艺设计计算 ⒋ 结构设计 ⒌ 工艺设计说明书 ⑴ 封面：课程设计题目、学生班级及姓名、指导教师、时间。 ⑵ 目录 ⑶ 设计任务书 ⑷ 概述与设计方案的简介 ⑸ 设计条件及主要物性参数表 ⑹ 工艺设计计算 ⑺ 辅助设备的计算及选型 ⑻ 设计结果汇总表 ⑼ 设计评述 ⑽ 工艺流程图及设备工艺条件图 ⑾ 参考资料 ⑿ 主要符号说明 以上即为我们在课程设计中所涉及的主要内容。 1.3.列管式换热器设计内容 1.3.1 （1）选择换热器的类型；（2）流程安排 1.3.2 （1）定性温度；（2）定性温度下的物性参数 1.3.3 （1）热负荷；（2）平均传热温度差；（3）传热面积；（4）冷却水用量 1.3.4 （1）管径和管内流速；（2）管程数；（3）平均传热温度差校正及壳程数；（4）传热管排列和分程方法；（5）壳体内径；（6）折流板；（7）其它附件；（8）接管 1.3.5 （1）传热能力核算；（2）壁温核算；（3）换热器内流体的流动阻力 1.4.设计任务和操作条件 某厂用井水冷却从反应器出来的循环使用的有机液。欲将6000kg/h的植物油从140℃冷却到40℃，井水进、出口温度分别为20 附 表 项 目 密度，kg/m3 比热，KJ/(kg·℃) 粘度，Pa·s 热导率，kJ/(m·℃) 植物油 950 2.261 0.742 0.172 1.5.主要设备结构图（示例） 根据设计结果，可选择其它形式的列管换热器。 §二.概述及设计要求 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类 类型 特点 间 壁 式 管 壳 式 列 管 式 固定管式 刚性结构 用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃ 带膨