化工原理课程设计苯冷却器的设计.doc

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1、XXXX大学化工原理课程设计题目： 姓名： 专业： 指导老师： 日期： 年 月 日目录一、 设计任务书-1、设计题目-2、工艺要求及操作条件-3、设计要求-二、 设计说明书-1、确定设计方案-2、确定物性数据-3、计算总传热系数-4、计算出热面积-5、工艺结构尺寸的计算-6、换热器核算-三、 设计课汇集-四、 评价-五、 参考文献-一.设计任务(一) 设计题目：苯冷却器的设计(二) 工艺要求及操作条件1. 处理能力：6000 kg/h2. 设备形式：列管式换热器3. 操作条件a. 苯入口温度70，出口温度30。b. 冷却剂：循环水，入口温度20，出口温度30。c. 允许压差：不大于105 Pa

2、。d. 苯定性温度下的物性数据：查阅化工原理附录。(三) 设计要求：1. 设计计算列管式换热器的热负荷、传热面积、换热管、壳体、管板、封头、隔板及接管等。2. 绘制列管式换热器的装配简图。3. 编写课程设计说明书。苯的定性温度： 密度 0876.5kg/m3 定压比热容 Cp01.68kJ/kg 热导率 00.138W/m 粘度 00.00044Pas水的定性温度： 密度 i996.95kg/m3 定压比热容 Cpi4.178kJ/kg 热导率 i0.61W/ m 粘度 i0.000903 Pas(三) 计算总传热系数1.热流量 kJ/h=112 KW2.平均传热温差=(t1-t2)/(t1/

3、t2)=(40-10)/(40/10)=27.3式中： , 3. 冷却水用量 (kg/h)4. 总传热系数管程传热系数 W/(m2)壳传热系数假设壳程的传热系数 W/(m2)；污垢热阻 W/(m2) W/(m2) 管壁的导热系数 W/(m2) = =83 W（四） 计算传热面积= ()考虑15%的裕度面积， ()（五） 工艺结构尺寸1.管径和管内流速选用传热管（碳钢），取管内流速 m/s。2. 管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数（根）按单程管计算，所需传热管长度为 （m)按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长L=6 （m）,则该换热器管程数为 (管程)传热管

4、得总根数 （根） 3。平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数按单壳程双管程结构温差校正系数应查有关图表。有图表可得到平均传热温差（）4. 传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均安正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距，则（mm）横过管束中心线的管数 （根）5. 壳体内径采用多管程结构，取管板利用率则壳体内径为（mm)6. 折断板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为（mm),故可取（mm)。 取折流板间距，则（mm),可取B=100（mm)。折流板数 （块）折流板圆缺面水平装配。7. 接管壳程流体进口接管：取接管内油品流速为u=1.0

5、m/s,则内管内径为（m)取标准管径为50 mm。管程流体进出口接管：取管接管内循环水流速 m/s,则接管内径为 （m)。取标准管径为80 mm。（六） 换热器核算1. 热量核算（1）壳程对流传热系数对圆缺折流板，可采用克恩公式当量直径，有正三角形排列得 （m)壳程流通截面积（m）壳程立体流速及其雷诺数分别为(m/s) 普兰特准数粘度校正 W/(m2)管程对流传热系数管程流通截面积管程流体流速 (m/s)普兰特准数（3） 传热系数K（4） 传热面积S 该换热器的面积裕度为传热面积裕度合适该换热器能够完成生产任务。2. 换热器内流体的流动阻力，由=12807，传热管相对粗糙度，查莫迪图得W（m），流速，所以（Pa）(Pa) 10 kPa管程流动阻力在允许范围之内。（2） 壳程阻力流体流经管束的阻力（Pa)流体流过折流板缺口的阻力B=0.15，D=0.45（Pa）总阻力（Pa） 10 kPa(3) 换热器主要结构尺寸和计算结果见表换热器型式：固定官板式管口表化热面积（m2）：符号尺寸用途连接型式工艺参数a名称管程壳程b物料名称c操作压力，Mpad操作温度,e流量，kg/hf流体密度,kg/m3流速,m/s管子规格材料：碳钢传热量,kW管间距，mm排列方式正三角形程数21折流板型式：间距阻力降切口高度管数总传热系数管长壳体内径