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课 程 设 计 课程名称 化工原理课程设计 题目名称 煤油冷却器的设计 专业班级 10级食品科学与工程（3）班 学生姓名 万明松 学 号 51006023018 指导教师 赵大庆 二O一二年十二月三十日目 录 1　《化工原理》课程设计任务书 - 1 - 1.1 设计题目 - 1 - 1.2 原始数据及操作条件 - 1 - 1.3 设计要求 - 1 - 2　《化工原理》课程设计说明书 - 2 - 2.1 前言 - 2 - 2.2 工艺流程图及说明 - 3 - 3　生产条件的确定 - 4 - 4　换热器的设计计算 - 4 - 4.1 选择换热器类型 - 4 - 4.2 流动空间及流速的确定 - 4 - 4.3 确定物性数据 - 4 - 4.4 计算总传热系数 - 5 - 4.4.1 热流量 - 5 - 4.4.2 平均传热温差 - 5 - 4.4.3 冷却水用量 - 6 - 4.4.4 总传热系数 - 6 - 4.5 计算传热面积 - 7 - 4.6 工艺结构尺寸 - 7 - 4.6.1 管径和管内流速 - 7 - 4.6.2 管程数和传热管数 - 7 - 4.6.3 平均传热温差校正及壳程数 - 7 - 4.6.4 传热管排列和分程方法 - 8 - 4.6.5 壳体内径 - 8 - 4.6.6 折流板 - 8 - 4.6.7 接管 - 9 - 4.7 换热器核算 - 9 - 4.7.1热量核算 - 9 - 4.7.2 换热器内流体的流动阻力 - 11 - 5　设计结果汇总表 - 13 - 6　设计评述 - 14 - 7 参考文献 - 15 - 煤油冷却器的设计 1　《化工原理》课程设计任务书 1.1 设计题目 煤油冷却器的设计 1.2 原始数据及操作条件 1、处理能力5.3×104 t/Y 2、设备形式 列管式 3、煤油 T入= 140℃，T出= 40℃ 4、冷水 T入= 30℃，T出= 40℃ 5、⊿P=105Pa 6、煤油 ρ=825Kg/m3，μ=7.15×10-4Pa.S CV=2.22kJ/(Kg.℃) 7、λ= 0.14W/（m.℃） 8、每年按330天计，每天24小时连续进行。 1.3 设计要求 试设计一台适宜的列管式换热器完成该生产任务，绘制设备图，编制一份设计说明书（电子稿）。 2　《化工原理》课程设计说明书 2.1 前言 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器，且它们是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。 随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器大的机构尺寸。 列管式换热器的应用已有很悠久的历史。在化工、石油、能源设备等部门，列管式换热器仍是主要的换热设备。列管换热器的设计资料已较为完善，已有系列化标准。目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。 列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。 固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。但由于结构紧凑，固定管板式换热器的壳侧不易清洗，而且当管束和壳体之间的温差太大时，管子和管板易发生脱离，故不适用与温差大的场合。 浮头式换热器针对固定管板式换热器的缺陷进行了改进。两端管板只有一端与壳体完全固定，另一端可相对与壳体移动。故这种换热器的管束膨胀不受壳体的约束，而且易于清洗和检修，所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易于结垢的场合。但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。 U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。这类换热器的特点有：管束可以自由伸缩，热补偿性能好；双管程，流程长，流速高，传热性能好；承压能力强；管束可以从壳体中抽出，且结构简单，造价低。但其管数少且易短流。故仅适用于管壳壁温差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。 填料函式换热器也只有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封。它的管束也可自由膨胀，结构比浮头式简单，造价较低。但填料函易泄露，故壳程压力不宜过高，也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。 列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及前度设计。其中以热力设计最为重要。不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，而且对于已生产出来的，甚至已投入使用的换热器在检验它是否满足使用要求，均需进行这方面的工作