化工原理課程設計任務書設計題目：列管換熱器的設計原始數據：1、處理量：22XI。4t/a煤油出口溫度（汽）：44oC冷卻循環水初始溫度（冤）：340c冷卻循環水出口溫度（℃）：440c工藝特點：逆流操作；煤油初始溫度（冤）：允許壓降（kg/cm2絕壓） 不大于105Pa每天按330天計，每天24小時連續運行設計內容：換熱器的工藝計算和結構設計泵的設計或選型設計要求：畫一張詳細（最好帶控制點的）工藝流程圖畫一張換熱器結構圖（1號圖紙）編寫一份規范的設計說明書目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章設計方案簡介 3\o"CurrentDocument"第二章主要設備的工藝設計計算 4第一節試算并初選換熱器的規格 4\o"CurrentDocument"（1）確定流體通入的空間 4\o"CurrentDocument"（2）確定流體的定性溫度、物性數據，并選擇列管換熱器的形式 4\o"CurrentDocument"（3）計算熱負荷Q和冷卻水流量叱 5\o"CurrentDocument"（4）計算平均溫差，并確定殼程數。 5（5）初選換熱器的規格 5第二節核算總傳熱系數K0 6（1）計算管程對流系數ai 6\o"CurrentDocument"（2）計算殼程對流傳熱系數0o 6（3）確定污垢熱阻 6（4）總傳熱系數 6第三節計算壓強降 6（1）計算管程壓強降 6\o"CurrentDocument"第三章、典型輔助設備的選型 7\o"CurrentDocument"第四章、設計一覽表 7\o"CurrentDocument"第五章、工藝流程簡圖 8\o"CurrentDocument"第七章、參考文獻 8\o"CurrentDocument"第八章、結束語 9\o"CurrentDocument"第九章、主要符號說明 9第一章設計方案簡介第一節化工原理課程設計的目的和要求化工原理課程設計是化工原理課程教學中綜合性和實踐性較強的環節，是理論聯系實際的橋梁，是使學生體察工程實際問題復雜性的初步嘗試。通過化工原理課程設計，要求學生能綜合運用本課程和前修課程的基本知識，進行融會貫通的獨立思考，在規定的時間內完成指定的化工設計任務，從而得到化工設計的初步訓練。通過課程設計，應著重訓練學生如下幾方面的能力：.熟悉查閱文獻資料，搜集有關數據、正確運用公式。當缺乏必要的數據時，尚需自己通過實驗測定或到現場進行實際查定。.在兼顧技術上先進性、可行性、經濟上合理性的前提下，綜合分析設計任務的要求，確定化工工藝流程，進行設備選型，并提出保證過程正常、安全運行所需要的檢測和計量參數，同時還要考慮改善勞動條件和環境保護的有效措施。.準確而迅速地進行過程計算及主要設備的工藝設計計算。.用精練的語言、簡潔的文字、清晰的圖表來表達自己的設計思想和計算結果。第二節該設備作用換熱器是化學工業，石油工業及其它行業中廣泛使用的熱量交換設備。而運用得最為廣泛的是列管式換熱器。列管式換熱器的結構簡單、牢固，操作彈性大，應用材料廣。雖然在傳熱效率、緊湊性和金屬耗量等方面不及某些新型換熱設備，但其應用歷史悠久，設計資料完善，并已有系列化標準，加之其獨特的優點，在近代層出不窮的新型換熱器設備中，仍不失其重要地位，特別是在高溫、高壓和大型換熱設備中仍占絕對優勢。列管式換熱器的設計和分析包括熱力分析，流動分析，結構分析以及強度設計。其中熱力分析最為重要。第二章主要設備的工藝設計計算第一節 試算并初選換熱器的規格(1)確定流體通入的空間兩流體均不發生相變的傳熱過程，因水的對流傳熱系數一般較大，且易結垢，故選擇冷卻水走換熱器的管程，煤油走殼程。(2)確定流體的定性溫度、物性數據，并選擇列管換熱器的形式冷卻介質為水，取入口溫度為34℃，出口溫度為44℃。煤油的定性溫度 T=1x(144+44)=94℃m2水的定性溫度t=1x(34+44)=39℃m2兩流體溫差 Tm-tm=55℃由于兩流體溫差大于50℃，故選用帶有補償圈的固定管板式換熱器。煤油94°C下的有關物性數據如下：密度 po=825kg/m3定壓比熱容 C=2.22kJ/(kg?k)o導熱系數 入o=0.140W/(m-k)粘度 四二7.150X10-4N?s/m2o水35°C的有關物性數據如下：密度 pi=992.55kg/m3定壓比熱容 Ci=4.174kJ/(kg?k)導熱系數 入i=0.632W/(m-k)粘度 t=6.685X10-4N?s/m2公稱直徑S110m2管程數NP官致n232管長公稱直徑S110m2管程數NP官致n232管長L管子直徑。25mmx2.mm管子排列方式正三角形換熱器的實際傳熱面積S=107.45m2該換熱器要求的總傳熱系數為:K=462.6嗎(3)計算熱負荷Q和冷卻水流量匕Q=1.71x106W若忽略換熱器的熱損失，水的流量可由熱量衡算求得，即W,=40.97(4)計算平均溫差，并確定殼程數。At=34.4oC又因少加=0.85>0.8，故可選用單殼程的列管式換熱器。(5)初選換熱器的規格 根據管內為水，管外為煤油，初選換熱器規格尺寸如下:殼徑D600殼徑D第二節 核算總傳熱系數K0(1)計算管程對流系數aia.二5495W(2)計算殼程對流傳熱系數aoao=892-55W、2.oC)(3)確定污垢熱阻R=2.0x10-4m2.oCWR=1.72x10-4m2.oCW(4)總傳熱系數Ko￡=y嗎m2.oc)安全系數：22.14%則該換熱器傳熱面積的裕度符合要求。第三節計算壓強降(1)計算管程壓強降ZAp=(Api+Ap2)F.N.N=2.29x104Pa(2)計算殼程的壓強降ZAp=(Ap'+Ap')F.N=1.467x104Pa0 1 2 5s從上面計算可知，該換熱器管程與殼程的壓強降均滿足題設要求，故所選換熱器合適。

第三章、典型輔助設備的選型由于水的流量為148.68m3h，煤油的流量為33.66嗎7，所以根據泵規格，選擇IS100-80—125和80Y—60B的泵。型號轉速nr/min流量m3/h揚程Hm功率/kW效率%軸功率電機功率IS125—100—20029002005033.6458180Y—60B295039.5386.5864第四章、設計一覽表殼徑D(m)600公稱面積S(m2)110管程數NP2管數n232管長L(m)6管子直徑。25mm義2.5mm管子排列方式正三角形管程殼程對流傳熱系數a(W/(m2?℃))5495893總傳熱系數K (W/(m2?℃))0565.01安全系數22.14壓強降ZAp(Pa)2290014670第五章、工藝流程簡圖第六章、主體設備工藝條件圖（附圖）第七章、參考文獻20091、夏清，陳常貴，姚玉英等，化工原理（上冊）.天津：天津大學出版社，20052、柴誠敬，王軍，張纓，化工原理課程設計，天津：天津科學技術出版社，20063、任曉光，宋永吉，李翠清等，化工原理課程設計指導，北京：化學工業出版社,4、陳聲宗等，化工設計（第二版），北京：化學工業出版社，200820095、熊潔羽，化工制圖，北京：化學工業出版社，20076、史賢林，田恒水，張平，上海：華東理工大學出版社，20057、厲玉鳴等，化工儀表及自動化（第四版），北京：化學工業出版社，2006第八章、結束語在整個設計過程中，有很多人給了我很多指導和幫助。首先要感謝我們的指導老師，她嚴謹細致、一絲不茍的治學態度一直是我學習中的榜樣，更是我這次設計中所追求的態度，此外她循循善誘的指導和不拘一節的思路給予了我無盡的啟迪。其次要感謝我身邊的同學、朋友，感謝他們為我提出的寶貴的建議和意見，有了他們的支持、鼓勵和幫助，我才能更好更快的完成此次課程設計。通過此次設計過程我們鞏固了所學內容，理解更加深刻。第九章、主要符號說明英文字母t-管心距，m；A—流通面積，m2；丁一熱流體溫度，℃；c定壓比熱容，kJ/(kg?℃)；pu-流速，m/s；d一管徑，m；W-質量流量，kg/s；D一換熱器殼徑，m；希臘字母f一摩擦因數；a一對流傳熱系數，W/(m2?℃)；f—溫度校正系數；A一有限差值；N一程數；九一導熱系數，W/(m?℃)；F一系數；九一摩擦系數；h一擋板間