一、 设计条件。
1. 处理能力：10.125×104吨/年（年开工天数300天，每天开工24小时）
2. 操作条件：温度：苯：入口温度：80℃ 出口温度：40℃
水：入口温度：25℃ 出口温度：30℃（25+5～10℃）
允许压力：不大于60kpa
3. 设备型式：列管式换热器。
二、 设计方案。
1. 估算传热面积，初选换热器型号。
1) 确定出口温度。
一般来说，设计时冷却水两端温度差可取为5℃～10℃。缺水地区选用较大的温度差，水资源丰富地区选用较小的温度差。哈尔滨地处北方，水资源相对缺乏，故选择冷却水较大的温度差10℃，即冷却水的出口温度为35℃。
2) 基本物理性质数据。
冷却介质为循环水，取入口温度为：25℃，出口温度为：35℃
苯的定性温度：
水的定性温度：℃
两流体的温差：℃
查表，知两流体在定性温度下的物性数据如下：
表1. 苯和水在定性温度下的物性数据。
3) 计算热负荷（不计热损失）
1 苯的质量流量。
2 热负荷。
3 冷却水消耗量。
4) 确定流体的流径。
该设计任务的热流体是苯，冷流体为水，本换热器处理的是两流体均不发生相变的传热过程，为使苯通过壳壁面向空气中散热，提高冷却效果，且水易结垢，令苯走壳程，水走管程。
5) 计算平均温度差。
暂按单壳程、双管程考虑，先求逆流时平均温差。
苯 8040℃
冷却水 35℃25℃
故。计算r和p
由图4-25（a）查得温度校正系数ψ=0.90，又，故单壳程、双管程可行，其平均温度差如下。
6) 选取总传热系数，估算传热面积。
参考表4-7，选用总传热系数，则。
7) 初选换热器型号。
由于两流体温差，且允许压强降不大于50kpa，故可选择固定管板式换热器。
1 流程的选定。
由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，选定循环水走管程；为了便于苯的散热，减少冷却剂用量，选定苯走壳程。
2 流体流速的选择。
由书上表4-9、表4-10可知：水为易结垢液体，且在定性温度下，水的粘度，故流速取值范围为1 ，取流速为。
3 换热管规格和排列方式。
a) 管径的选取。
由于水易结垢，考虑管束的清洗方便，且为了避免管子堵塞，选定管径为的热交换用普通无缝钢管。
其内径，外径。
b) 管子根数的计算。
由冷却水的消耗量，可知冷却水的体积流量为。
又。可求得。
c) 管长的计算。
由管子根数和估算的传热面积可求管长为。
若用4管程，则每管程的管长选用。
d) 管子的排列方法。
考虑管外清洗方便，且传热效果较好，选用正方形错列，即将管束斜转45°安装。管中心距。
4 折流挡板的选定。
折流挡板间距取，故折流挡板数。
5 初选换热器型号。
由换热器系列标准初选固定管板式换热器的管总数根，故每管程的管数。传热面积。
其主要参数如下。
表2. 初选固定管板式换热器的主要参数。
三、 工艺核算。
1. 核算压强。
1) 管程压强降。
fs：结垢校正系数，无因次，φ25x2.5mm的换热管取1.4；np：管程数=4；ns：壳程数=1
管程流通面积：
管程流速：
管内雷诺数： (湍流)
取管壁粗糙度，，由关系图中查得λ=0.036，所以。
管程压强降：
故管程压强降，符合工艺要求。
2) 壳程压强降。
ft为结垢校正系数，无因次。对液体ft=1.15，对气体ft=1.0，故本设计中；ns=1
1 流经管束的阻力。
a) 因为管子为正方形斜转45°排列，故。
b) 取折流挡板间距，故。
c) d) 壳程流通面积：
壳程流速：壳内雷诺数：（湍流）
故壳程流体摩擦因数：
所以。2 流体流经折流板口的阻力。
壳程压强降：
故壳程压强降，符合工艺要求。
计算表明，管程和壳程的压强降都能满足设计的要求。
2. 核算换热器总传热系数。
1) 管程对流传热系数。
已算出。故。
2) 壳程对流传热系数。
已算出。故粘度校正 ()1
故。3) 参考教材附录。
管内、外侧污垢热阻分别取为。
4) 总传热系数。
忽略管壁热阻时，总传热系数如下：
由前面的计算知，在规定的流动条件下，计算出的，而所选用换热器的总传热系数为，故所选择的换热器是合适的。
其安全系数为（满足要求，在范围之内：10%～25%）
3. 核算换热器传热面积。
与原估值基本相符，且，即与所选换热器的面积相比较，有15%的裕量。满足要求，在范围之内：10%～25%。
计算表明，所选换热器的规格可用。
四、 设计结果一览表。
换热器主要结构尺寸和计算结果。
广大化工原理课程设计
化工原理课程设计任务书。设计题目 乙醇 水连续精馏塔的设计。班级 化工131 姓名 学号 指导老师 毛桃嫣。前言4设计任务书5 第一章设计方案简介6 1.1 概念6 1.1.1塔设备简介6 1.1.2板式塔简介6 1.2 设计方案7 1.2.1塔类型的选用7 1.2.2 操作压力8 1.2.3进料状...
哈工大机械原理课程设计
题目分度冲压机 方案2 专业机械设计制造及其自动化。学号 学生 指导教师林琳 答辩日期 2014.6 分度冲压机使用功能描述。原动机转速为1430r m，冲头在位置a每分钟冲压次数15，25，35分3档可以调节，冲头行程200mm 盘形工作台上均布8个工位，工作台逆时针间歇转动，每转过一个工位，冲头...
哈工大机械原理大作业
连杆机构求e点轨迹。1.已知参数。ab 112各连杆长度 ad 264 dg 278 ef 116 fg 24 bc 200 ce 200 cd 200 w1 10原动件角速度。一级杆组求解b点。f1 0 pi 180 2 pi原动件ab杆转角范围0 2 e1 0ab杆角加速度。xa 264 ya ...