正戊烷冷凝器的设计

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1、课程设计说明书学院：生态与资源工程学院专业班级：2011级化学工程与工艺(2)班课程名称：化工原理课程设计题目：正戊烷冷凝器的设计学生姓名：学号：20114121023指导老师：2014年6月13目录1、设计任务书31.1设计任务:31.2操作条件31.3设计内容31.4设计说明书的内容31.5设计图要求32、主要设备设计计算和说明42.1确定流体流动空间42.2计算流体的定性温度，确定流体的物理性质42.2.1正戊烷液体在定性温度（51.7℃）下的物性数据42.2.2.自来水的定性温度42.3估算传热面积42.3.1计

2、算热负荷42.3.2冷却水用量52.3.3计算有效平均温度差52.3.4选取经验传热系数K值52.3.5估算换热面积52.4工艺尺寸计算52.4.1管径和管内流速52.4.2管程数和传热管数52.4.3平均传热温差校正及壳程数62.4.4壳体内径62.4.5折流板62.4.6拉杆直径72.4.7壳程流通截面积和壳程流体流速72.4.8接管72.5初选换热器规格72.6.面积核算8132.6.1壳程表面传热系数82.6.2管内表面传热系数.82.6.3污垢热阻和管壁热阻92.6.4传热系数92.6.5传热面积裕度92.7.

3、核算壁温92.8.压降校核102.8．1计算管程压降102.8.2计算壳程压降103.换热器主要工艺结构参数和计算结果一览表124.参考文献13131、设计任务书1.1设计任务:正戊烷冷凝器的设计1.2操作条件a）处理能力：　2.5×104吨/年b）设备型式:列管冷凝器c）操作条件：正戊烷：冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器；冷却介质：自来水，入口温度：30℃，出口自选（南平地区）；允许压降：≤105Pa，每年工作时间自定。1.3设计内容a)设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述,设计过程

4、中自选的参数也应进行必要的说明。b)冷凝器的工艺计算：物料衡算和能量衡算，确定换热器的传热面积，换热器的主要结构尺寸的设计计算。c)主要辅助设备的设计与选型计算d)绘制换热器的设备图（参考《化工AutoCAD制图应用基础》第122页陈声宗《化工设计》第四章的要求绘制）e)编制设计说明书1.4设计说明书的内容（1）课程名称、首页、目录及页码；（2）简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等；（3）热量衡算及初步估算换热面积；（4）冷凝器的选型及流动空间的选择；（5）工艺流程图；（6）冷凝器的校核计算；（7）结构及附件设计计

5、算；（8）冷凝器的主要数据一览表；（9）设计结果评价；（10）附立式列管冷凝器总装图。1.5设计图要求A2图纸绘制冷凝器装配图一张、两个局部放大图。CAD图自由选做1-2个部件。132、主要设备设计计算和说明2.1确定流体流动空间冷水走管程，正戊烷走壳程，有利于正戊烷的散热和冷凝。2.2计算流体的定性温度，确定流体的物理性质2．2．1.正戊烷液体在定性温度（51.7℃）下的物性数据ρ=596kg/，，，，2.2．2.自来水的定性温度入口温度=30℃，设出口温度为36℃，每年工作时间为330天，每天工作24h。Ms1=2.

6、5×107/330×24=3156.57kg/h=0.877kg/sms2=12.17kg/s自来水的定性温度为两流体的温差，故选固定管式换热器。两流体在定性温度下的物性数据见下表流体温度/℃密度/(kg/)黏度比热容热导正戊烷51.75960.182.340.157自来水339950.75234.1740.62652.3估算传热面积2.3.1计算热负荷132.3．2冷却水用量==304.7575/（4.174（36-30））=12.170kg/2.3.3计算有效平均温度差正戊烷51.751.7冷却水303621.715

7、.7℃≤2所以=2.3.4选取经验传热系数K值根据管程走冷却水，壳程走正戊烷，总传热系数K现暂取：总传热系数K值可取470至815，可暂取2.3.5估算换热面积2.4工艺尺寸计算2.4.1管径和管内流速选用Φ25×2.5mm较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=1.0m/s。2.4.2管程数和传热管数可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，所需的传热管长度为13按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情况，现取传热管长l=3.0m，则该换热器的管程数为=传热管总根数N=39×4=1

8、56(根）2.4.3平均传热温差校正及壳程数平均温差校正系数:R=P=单壳程，双管程结构，查得平均传热温差℃由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。2.4.4壳体内径采用多管程结构，壳体内径可按下式估算。2.4.5折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的