化工原理课程设计

发布 2022-10-03 14:23:28 阅读 7142

xxxx大学。

题目。姓名。

专业。指导老师。

日期: 年月日。

目录。1、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。

2、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。

3、设计课汇集。

4、评价。5、参考文献。

一。设计任务。

1)设计题目:苯冷却器的设计。

2)工艺要求及操作条件。

1. 处理能力:6000 kg/h

2. 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。

d. 苯定性温度下的物性数据:查阅化工原理附录。

3)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 ρ0=876.5kg/m3

定压比热容 cp0=1.68kj/kg℃

热导率 λ0=0.138w/m℃

粘度 μ0=0.00044pa﹒s

水的定性温度:

密度 ρi=996.95kg/m3

定压比热容 cpi=4.178kj/kg℃

热导率 λi=0.61w/ m℃

粘度 μi=0.000903 pa﹒s

3)计算总传热系数。

1.热流量。

kj/h=112 kw

2.平均传热温差。

(△t1-△t2)/㏑t1/△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 w4)计算传热面积。

考虑15%的裕度面积, (

5)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 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。

6)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。

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