化工原理-甲醇冷却器设计..doc

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化工原理-甲醇冷却器设计.

设计题目: 甲醇冷凝冷却器的设计 系 别 专 业: 学生姓名: 学 号: 起迄日期: 2015年06 月 03日 ~ 2015年06 月 13 日 指导教师: 化工原理课程设计任务书 1.课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等): 设计方案 设计任务及条件 处理能力 10600kg/h甲醇 设备形式 列管式换热器 操作条件 甲醇:入口温度64,出口温度50,压力为常压。 冷却介质:循环水,入口温度30,出口温度40,压力为0.3MPa。 允许压降:不大于10^5Pa。 每年按330天计,每天24小时连续运行。 化工原理课程设计任务书 2.对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕: 图表 物料 甲醇 水 温度℃ 入口 64 30 出口 50 40 质量流量kg/h 10600 9562 设计压力(MPa) 常压 0.3 3.主要参考文献: 柴诚敬 主编 化工原理(高等教育出版社) 课程设计说明书 设计名称 化工原理课程设计 2015 年 6 月 3 日 化工原理课程设计说明书 目 录 (一)课程设计的任务和要求:设计方案……………………1 (二)对课程设计成果的要求:图表…………………………2 (三)主要参考文献……………………………………………2 (四)课程设计工作计划进度…………………………………2 (五)设计计算过程……………………………………………5~11 (六)计算结果列表……………………………………………12 1、 设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 设计任务及操作条件 处理能力 10600kg/h甲醇。 设备形式 列管式换热器 操作条件 ①甲醇:入口温度64℃,出口温度50℃,压力为常压。 ②冷却介质:循环水,入口温度30℃,出口温度40℃,压力为0.3MPa。 ③允许压降:不大于105 Pa。 ④每年按330天计,每天24小时连续运作。 3、 设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 设 计 方 案 1.确定设计方案 (1)选择换热器的类型 两流体温度变化情况: 热流体进口温度64℃,出口温度50℃冷流体。 冷流体进口温度30℃,出口温度40℃。 从两流体温度来看,换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大,因此初步确定选用列管式换热器。 (2)流动空间及流速的确定 由于循环冷却水易结垢,为便于清洗,应使冷却水走管程,甲醇走壳程。另外,这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热,提高冷却效果。同时,在此选择逆流。选用φ25mm×2.5mm的碳钢管,管内流速取ui = 0.5m/s。 2、确定物性数据 定性温度:可取流体进出口温度的平均值。 壳程甲醇的定性温度为: 管程循环水的定性温度为: 根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 甲醇在57℃下的有关物性数据如下: 密度   ρo=755.77 kg/m3 定压比热容  cpo=2.629kJ/(kg·℃) 导热系数   λo=0.1919W/(m·℃) 粘度   μo=0.00039 Pa·s 循环水在35℃下的物性数据: 密度   ρi=994kg/m3 定压比热容  cpi=4.08 kJ/(kg·℃) 导热系数   λi=0.626 W/(m·℃) 粘度     μi=0.000725 Pa·s 3.计算总传热系数 (1)热流量 (2)平均传热温差 (3)冷却水用量 (4)总传热系数K ①管程传热系数 2733.2W/(m2·℃) ②壳程传热系数 假设壳程的传热系数αo = 800 W/(m2·℃); 污垢热阻为 Rsi = 0.000344 m2·℃/W Rso = 0.000172 m2·℃/W 管壁的导热系数λ=45 W/(m·℃) ③总传热系数K =423W/(m2·℃) 4、计算传热面积 考虑15%的面积裕度,S=1.15×S=1.15×11.69=13.4

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