化工原理课程设计 非标准系列管壳式气体冷却器的设计.doc

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1、.化工原理课程设计作者：王书忍学号：201006853学院：化学与生物工程学院专业：应用化学题目：非标准系列管壳式气体冷却器的设计指导者：彩虹老师　......化工原理课程设计任务书一、设计题目：非标准系列管壳式气体冷却器的设计二、设计条件1.生产能力：混合气体流量为6000/h，混合气的相对分子质量为17.2.混合气进口温度为144.5℃，出口温度为57℃，冷却水入口温度30℃，出口温度36℃。3．已知混合气及冷却水在定性温度下的物性数据：密度（Kg/）粘度（mPa.s）比热容（KJ/Kg.）导热系数(W/(m.))混合气0．9250.01551.90.058冷却水994.70.757

2、4.1740.6224.两流体均无相变。三、设计步骤及要求1.确定设计方案（1）选择列管式换热器的类型（2）选择冷却剂的类型和进出口温度（3）查阅介质的物性参数（4）选择冷热流体流动的空间及流速2.初步估算换热器的传热面积3.初选换热器规格4.校核（1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10%，不大于20%。（2）核算管程和壳程的流体阻力损失。如果不符合上述要求重新进行以上计算5.附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、补强圈等的选型四、设计成果1.设计说明书（A4纸）..（1）容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录（2）格式必须严格按照交通

3、大学毕业设计的格式打印。2.换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘）五、时间安排（1）第19周～第20周，于7月17号下午3点本人亲自到指定地点交设计成果.六、设计考核（1）设计是否独立完成；（2）设计说明书的编写是否规（3）工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规（4）答辩七、参考资料1.《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术2.《换热器设计手册》化学工业3.《化工原理》夏清天津科学技术..目录1.摘要12.文献综述22.1热量传递的概念与意义22.1.1热量传递的概念22.1.2.化学工业与热传递的关系22.1.3.传热的基本方式22.2换热器简介32.2.1固定管板式换热器32.2.

4、2浮头式换热器32.2.3U形管式换热器42.3列管式换热器设计一般要求52.4流体流径的选择62.5管壳式换热器62.5.1工作原理62.5.2主要技术特性73.工艺计算83.1确定设计方案83.1.1确定流体的定性温度83.1.2选择列管式换热器的形式83.1.3确定流体在换热器中的流动途径83.2设计参数83.3计算总传热系数83.3.1.热流量93.3.2冷却水用量93.3.3计算传热面积93.3.4工艺结构尺寸93.3.5传热计算103.3.6换热器流体的流动阻力124.换热器主要结构尺寸和计算结果155.参考文献166.附录176.1英文字母176.2希腊字母176.3下标1

5、7..1.摘要热量传递不仅是化工、能源、宇航、冶金、机械、石油、动力、食品、国防等各工业部门重要的单元操作之一，它还在农业、环境保护等其他部门中广泛涉及。作为该单元操作的设备——换热器在化工、炼油装置中所占的比例，在建设费用方面达20%-50%之多。因此，无论从能源的利用，还是从工厂的效益来看，合理地选择和设计换热器，都具有重要的意义。随着经济的发展，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增强，换热器的设计、制造、结构改进及传热机理等方面的研究也日益活跃。在诸多类型的换热器中以间壁式的应用最为普遍。此类换热器中，以管壳式应用最广。本设计的任务就是完成一个满足生产要

6、求的管壳式换热器的设计或选型。管壳式换热器设计或选型的核心是计算换热器的传热面积，进而确定换热器的其他尺寸或选择换热器的型号。由总传热速率方程可知，要计算换热器的传热面积，得确定总传热系数和平均温度差。由于总传热系数与换热器的类型、尺寸、流体流道等诸多因素有关，而平均温度差与两流体的流向、辅助物料终温的选择等有关，因此管壳式换热器设计或选型需考虑许多问题，通过多次试算和比较才能设计出适宜的换热器。换热器的工艺设计计算有两种类型，即设计计算和校核计算，包括计算换热面积和造型两方面。设计计算的目的是根据给定的工作条件及热负荷，选择一种适当的换热器类型，确定所需的换热面积，进而确定换热器的具体

7、尺寸。校核计算的目的则是对已有的换热器校核它是否满足预定要求，这是属于换热器性能计算问题。无论是设计计算还是校核计算，所需的数据包括结构数据、工艺数据和物性数据三大类。其中结构数据的选择在换热器设计中最为重要。对于列管式换热器的设计包括壳体形式、管程数、管子类型、管长、管子排列形式、折流板形式、冷热流体流动通道等方面的选择。工艺数据包括冷热流体的流量、进出口温度、进口压力、允许压力降及污垢系数。物性数据包括冷热流体在进出口温度或定性