《处理量为吨/年煤油冷却器的工艺设计》
课程设计报告。
目录。化工原理课程设计任务书 4
1、设计内容 4
2、设计要求 4
煤油冷却器工艺设计任务书
1、设计名称 5
2、设计条件 5
3、设计任务 5
4、设计说明书内容 5
5、设计进度 5
煤油冷却器的工艺设计指导书 6
1、设计的目的 6
2、设计的指导思想 6
3、设计要求 6
4、设计课题工程背景 6
5、参考书目 6
6、设计思考题 6
7、部分设计问题引导 7
8、设计答辩指导 7
煤油冷却器的工艺设计报告 8
1、确定设计方案 8
1.1选定换热器类型 8
1.2选定流体流动空间及流速 8
2、确定物性数据 9
3、计算总传热系数 9
3.1计算热负荷（热流量） 9
3.2冷却用水量 9
3.3计算逆流平均温度差 9
3.4总传热系数k 9
4、估算传热面积 10
5、工艺结构尺寸 10
5.1管径和管内流速 10
5.2管程数和传热管数 10
5.3平均传热温差校正及壳程数 11
5.4传热管排列和分程方法 12
5.5壳体内径 12
5.6折流板 12
5.7接管 12
6、换热器核算 12
6.1热量核算 12
6.2换热器内流体的流动阻力 14
设计评价 16
化工原理课程设计任务书。
1、设计内容。
1.1 根据生产任务的要求确定设计方案。
1.1.1换热器类型的选择。
1.1.2换热器内流体流入空间的选择。
1.2 化工计算。
1.2.1传热面积的计算。
1.2.2管数、管程数及管子排列，管间距的确定。
1.2.3壳体直径及壳体厚度的确定。
1.3换热器尺寸的确定及有关构件的选择。
1.4换热器流体阻力的计算及其输送机械的选择。
1.5 绘制流程图及换热器的装配图。
1.6编写说明书。
2、设计要求。
2.1在确定设计方案时既要考虑到工艺，操作的要求又要兼顾经济和安全上的要求。
2.2 在化工计算时要求掌握传热的基本理论，有关公式，要知道查哪些资料，怎样使用算图以及怎样选择经验公式，并进行优化设计。
2.3 要求根据国家有关标准来选择换热器的构件。
2.4要求一部分学生利用计算机来辅助设计及优化设计方案。
2.5要求必须掌握固定管板式或浮头式列管换热器的设计。
煤油冷却器工艺设计任务书
1、设计名称。
煤油冷却器的设计。
2、设计条件。
2.1 煤油入口温度 120℃ ，出口温度 40℃ ；
2.2 冷却介质：循环水，入口温度 30℃ ，出口温度自选；
2.3 允许压降： ≤10pa ；
2.4 每年按 300 天计，每天 24 小时连续运行。
处理能力： 1.010t/a。
3、设计任务。
3.1合理的参数选择和结构设计。
3.2传热计算和压降计算：设计计算和校核计算。
4、设计说明书内容。
4.1传热面积。
4.2管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核。
4.3壳体直径。
4.4结构设计包括壁厚。
4.5主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管。
4.6 流程图（以图的形式，并给出各部分尺寸）及结构。
尺寸汇总（以表的形式）
4.7评价之。
4.8参考文献。
5、设计进度。
5.1设计动员，下达设计任务书 0.5天。
5.2搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1天。
5.3设计计算（包括电算，编写说明书草稿） ２天。
5.4绘图、整理、抄写说明书 1.5天。
煤油冷却器的工艺设计指导书。
1、设计的目的。
通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
2、设计的指导思想。
2.1 结构设计应满足工艺要求。
2.2结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠。
2.3设计符合现行国家标准等。
2.4安装、维修方便。
3、设计要求。
3.1计算正确，分析认证充分，准确。
3.2条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整。
3.3图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范。
3.4独立完成。
4、设计课题工程背景。
在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以某厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。
5、参考书目。
１】 马江权，冷一欣，《化工原理课程设计》，北京，中国石化出版社，２０年。
２】匡国柱，史启才，《化工单元过程及设备课程设计第二版》，北京，化学工业出版社，２０年。
３】陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋，《化工原理上册第三版》，北京，化学工业出版社，２０年。
４】黄英，《化工过程设计》，西安，西北工业大学出版社，２０年。
５】倪进芳，《化工设计》，上海，华东理工出版社，１９年。
６】柴诚敬，刘国维，李阿娜，《化工原理课程设计》，天津，天津科学技术出版社，2024年。
6、设计思考题。
6.1设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？
6.2为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？
6.3在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？
6.4说明列管式换热器的选型计算步骤？
6.5在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？
6.6说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。
6.7列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？
7、部分设计问题引导。
7.1列管式换热器基本型式的选择。
7.2冷却剂的进出口温度的确定原则。
7.3流体流向的选择。
7.4流体流速的选择。
7.5管子的规格及排列方法。
7.6管程数和壳程数的确定。
7.7挡板的型式。
8、设计答辩指导。
8.1列管式换热器的型号，可查找化工过程及。
设备及换热器等书籍。
8.2换热器强度设计可找化机同学或老师了解，并参照金属设备等资料。
8.3绘图可找制图老师了解，并参考机械制图，化工制图及制图标准等。
煤油冷却器的工艺设计报告
设计任务。1.处理能力： t/a煤油；
2.设备形式：固定管板式列管换热器。
操作条件。1.煤油：入口温度120℃，出口温度40℃；
2.冷却介质：为循环水，入口温度30℃，出口温度40℃；
3.允许压降：不大于105pa；
4.煤油在定性温度下的物性数据。
5.每天按300天，每天按24小时连续运行，。
设计要求。选择适宜的列管式换热器并进行核算。
1、确定设计方案。
1.1选定换热器类型。
两流体温度变化情况：热流体（煤油）入口温度为120℃，出口温度为40℃；冷流体（冷却水）入口温度为30℃，出口温度为40℃。
两流体的定性温度如下：
煤油的定性温度。
冷却水定性温度。
两流体的温差，（<70℃）
因该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时冷却水进口温度会降低，因此壳体壁温和管壁温相差较大，故选用带膨胀节的固定管板式列管换热器。
1.2选定流体流动空间及流速。
因循环冷却水较易结垢，为便于污垢清洗，故选定冷却水走管程，煤油走壳程。同时选用的碳钢管，管内流速取m/s（若按常用流速1.5m/s计算，可以得出所需管程数为6，换热器小而管程数过多使换热器结构变得复杂，而且动力消耗增大，设计时不能按此设计）。
2、确定物性数据。
查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表。
3、计算总传热系数。
3.1计算热负荷（热流量）
按管间煤油计算，即。
3.2冷却用水量。
忽略热损失，则水的用量为。
3.3计算逆流平均温度差。
逆流温差。3.4总传热系数k
3.4.1管程给热系数。
故采用下式计算。
3.4.2壳程给热系数。
假设壳程给热系数。
3.4.3污垢热阻。
3.4.4管壁的导热系数。
碳钢的导热系数。
3.4.5总传热系数。
4、估算传热面积。
考虑15%的面积裕度，
5、工艺结构尺寸。
5.1管径和管内流速。
选用的碳钢换热管，管内流速。
5.2管程数和传热管数。
根据传热管内径和流速确定单程传热管数。
根）按单管程计算所需换热管的长度。
按单管程设计，传热管过长，现取传热管长，则该换热器的管程数为。
管程）传热管的总根数（根）
5.3平均传热温差校正及壳程数。
按单壳程双管程结构，查单壳程图，因在图上难以读取，因而相应以代替r，pr代替p，查同一图线得。于是。
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