化工原理甲醇冷却器设计.docVIP

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:2023年06月03日~2023年06月13日

指导教师:

化工原理课程设计任务书

1．课程设计的内容和规定（涉及原始数据、技术规定、工作规定等）：

设计方案

设计任务及条件

解决能力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，天天24小时连续运营。

化工原理课程设计任务书

2．对课程设计成果的规定〔涉及图表、实物等硬件规定〕：

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．重要参考文献：

柴诚敬主编化工原理（高等教育出版社）

贾绍义柴诚敬主编化工原理课程设计（天津大学出版社）

4．课程设计工作进度计划：

序号

起迄日期

工作内容

1

2023.6.3~2023.6.5

设计实验内容和规定

2

2023.6.5~2023.6.8

按设计任务和条件计算实验结果

3

2023.6.8~2023.6.13

完毕电子稿的设计

主指导教师

日期：

年月日

课程设计说明书

设计名称化工原理课程设计

2023年6月3日

化工原理课程设计说明书

目录

（一）课程设计的任务和规定：设计方案……1

（二）对课程设计成果的规定：图表…………2

（三）重要参考文献……………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

解决能力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105Pa。

④每年按330天计，天天24小时连续运作。

3、设计规定

选择适宜的列管式换热器并进行核算。

设计方案

1．拟定设计方案

（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，因此初步拟定选用列管式换热器。

（2）流动空间及流速的拟定

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。此外，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、拟定物性数据

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=755.77kg/m3

定压比热容cpo=2.629kJ/(kg·℃)

导热系数λo=0.1919W/(m·℃)

粘度μo=0.00039Pa·s

循环水在35℃下的物性数据：

密度ρi=994kg/m3

定压比热容cpi=4.08kJ/(kg·℃)

导热系数λi=0.626W/(m·℃)

粘度μi=0.000725Pa·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=800W/(m2·℃)；

污垢热阻为

Rsi=0.000344m2·℃/W

Rso=0.000172m2·℃/W

管壁的