甲苯冷却器的化工原理设计.doc

西安文理学院化工化工原理课程设计 甲苯冷却器的设计 系 院 名 称 化学工程学院 学 生 姓 名 张 伟 学 生 学 号 0903140243 专 业 班 级 14级能源1班 指 导 老 师 张 杏 梅 提 交 时 间 2016 .11.7 目 录 1 设计任务书………………………………………………………………………3 1.1 设计目的………………………………………………………………………3 1.2 设计任务………………………………………………………………………3 3.3 设计内容方案…………………………………………………………………3 2 工艺计算及主要设备设计………………………………………………………4 2.1 估算传热面积…………………………………………………………………4 2.1.1 基本物性数据查取…………………………………………………………4 2.1.2 热负荷计算…………………………………………………………………4 2.1.3 确定流体流径………………………………………………………………5 2.1.4 计算平均温度差……………………………………………………………5 2.1.5 选取K值，估计传热面积…………………………………………………5 2.2 工艺结构尺寸…………………………………………………………………5 2.3 初选换热器型号………………………………………………………………6 2.4 换热器核算………………………………………………………………… 7 2.4.1 热流量核算…………………………………………………………………8 2.4.2 壁温核算…………………………………………………………………9 2.4.3 换热器内流体流动阻力……………………………………………………10 3 设计结果………………………………………………………………………11 3.1 换热器的结构尺寸及计算结果………………………………………………12 主要符号说明………………………………………………………………………13 参考文献…………………………………………………………………………13 姓名：张伟 （地址：西安文理学院化学工程学院，西安邮编：7160065） 1 设计任务书 1.1 设计目的 在工厂实际生产中，由于甲苯产品的温度较高，需要设计装置来进行冷却。通过对甲苯产品冷却的管壳式换热器设计，了解换热器的种类，结构特点等，并且能够根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。最后根据算结果绘制设备主体图和部件图，掌握一些基本绘图知识。 1.2 设计任务 设计任务： 1、处理能力：5 万吨甲苯/年 2、设备型式：列管式换热器 操作条件： 1、甲苯：入口温度90℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：自来水，入口温度25℃， 出口温度35℃。 3、允许压强降不大于90kPa。 4、每年按300天，每天24 小时连续运行。 设计要求： 1、完成换热器工艺设计，结构设计； 2、绘制设备条件图； 3、编制设计说明书。 1.3 设计内容方案 1、选择设计方案：根据设计任务书的条件和要求，通过对现有生产的调查或现有的资料的分析对比，选择合理的流程方案和设备类型，初步确定主要设备的型式，并进行计算。 2、主要设备的选型和计算：包括参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸及结构设计。 3、主体设备结构简图：包括主体图（工艺尺寸、技术特性等）以及部分部件图 4、编写设计说明书：包括①标题页；②摘要；③目录；④前言；⑤任务书⑥工艺计算及主要设备计算⑦设计结果⑧主要符号说明⑨参考书目 2 工艺计算及主要设备设计 2.1 估算传热面积 2.1.1 基本物性数据查取 甲苯的定性温度==60℃ 水的定性温度 = 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据 表2.1 甲苯、冷却水的物性参数 甲苯在65℃下的有关物性数据 循环冷却水在30℃下的物性数据 密度 定压比热容 导热系数 粘度 Ρh=873 kg/m3 Cph=1.57kJ/(kg·) λh=0.1273W/(m·) μh=0.000454Pa·s 密度 定压比热容 导热系数 粘度 Ρc=995.7 kg/m3 Cpc=4.174kJ/(kg·) λ