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成绩

成绩

课程设计说明书

题目： 列管式换热器工艺设计

课程名称： 化工原理课程设计学 院：生物与食品工程学院学生姓名： 杨光

学 号： 201106040008

专业班级： 生物技术11-1

指导教师： 金昕

2013年05 月10 日

课程设计任务书

设计题目 列管式换热器工艺设计

学生姓名 杨光 所在学院 生物与食品工程学院 专业、年级、班 生物技术11-1设计要求：

某焦化厂需要将甲苯液体从80℃冷却到40℃，甲苯处理量为25000kg/h。冷却介质采用循

环水，入口温度25℃，出口温度37℃。要求换热器的管程和壳程压降均不大于20KPa.试设计能完成上述任务的列管式换热器。

说明：

1、设计者接收设计任务书后，应运用所学知识，确定设计方案，选用计算公式，认真收集查取相关的物性参数，正确选用设计参数，树立从技术上可行和经济上合理两方面考虑的工程观点。

2、设计说明书的编写，应按照课程设计教学大纲规定及设计任务要求，用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果，做到设计内容完整，设计合理，计算正确，叙述层次分明，条理清楚。

3、设备工艺条件图结构基本合理，图面清晰，基本符合规范化要求。

学生应完成的任务：

1、进行列管式换热器的工艺设计计算，编写设计说明书；

2、在二号图纸上绘制主要设备的工艺条件图。

参考文献：

刘光启，马连湘等.化学化工物性数据手册[M]．北京：化学工业出版社，2002.

贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计[M].天津:天津大学出版社,2002.

工作计划：

1、设计准备

5月6日

2、设计计算

5月7——9日

3、编写设计说明书

5月10日

4、修改设计说明书

5月13日

5、绘制工艺条件图

5月14——16日

6、修改工艺条件图

5月17日

任务下达日期：

2013年

5月

5日

任务完成日期：

2013年

5月

17日

指导教师（签名）： 学生（签名）：

目 录

设计题目 5

确定设计方案 5

选择换热器类型… 5

流动空间及流速的确定… 5

设计计算 5

确定物性数据… 5

计算总传热系数… 6

热流量… 6

平均传热温差… 6

冷却水用量… 6

总传热系数K 6

计算传热面积… 7

工艺结构尺寸… 7

管径和管内流速… 7

管程数和传热管数… 7

平均传热温差校正系数… 8

传热管排列和分程方法… 8

壳体内径… 8

折流板… 8

3.4.7接管… 8

换热器核算… 9

热量核算… 9

换热器内流体的流动阻力… 11

结果汇总表 13

设计结论 14

参考文献 14

符号说明 14

工艺条件图 14

设计题目

某焦化厂需要将甲苯液体从80℃冷却到40℃，甲苯处理量为25000kg/h.。冷却介质采用循环水，入口温度25℃，出口温度37℃。要求换热器的管程和壳程压降均不大于20KPa.试设计能完成上述任务的列管式换热器。

确定设计方案

选择换热器的类型

两流体温度变化情况：热流体进口温度80℃，出口温度40℃；冷流体（循环水）进口温度25℃，出口温度37℃（没写完）

流动空间及流速的确定

由于循环水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，甲苯走壳程，选用?25

×2.5的碳钢管，管内流速取ui?1m/s

设计计算

确定物性数据

定性温度：取流体进口温度的平均值壳程甲苯的定性温度为

80?40

T? ?60℃2

管程循环水的定性温度为

25?37

t? ?31℃

2

根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。甲苯在60℃下的有关物性数据如下：

密度 ? ?829.21kg/m3

0

定压比热容 c ?1.8225kJ/(kg?oC)

p0

导热系数 ? ?0.1253W/(m?oC)

0

粘度 ? ?0.0003865Pa?s

0

循环水在31℃下的物性数据如下：

密度 ?

i

定压比热容 c

pi

导热系数 ?

i

粘度 ?

i

计算总传热系数

热流量

?995kg/m3

?4.174kJ/(kg.oC)

?0.617W/(m.oC)

?0.000784Pa.s

Q ?mc

o o

?t

po o

=25000×1.8225×（80-40）=1.8225×106KJ/h=506.25kw

（3-1）

平均传热温差

?t ??t

?t

m

???2 1

?t

?

=23℃(缺少代数过程)

（3-2）

ln 2

?t

1

冷却水用量

Qm ? 0

Q

i c