化工原理-甲醇冷却器设计..doc

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