化工原理課程設(shè)計--年產(chǎn)4萬噸苯冷卻器的工藝設(shè)計

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1、化工原理課程設(shè)計課程名稱:化工原理課程設(shè)計設(shè)計題目:年產(chǎn)4萬噸苯冷卻器的工藝設(shè)計院系:化學(xué)與生物工程學(xué)院專業(yè)班級:化藝1001班姓名：陳煒杰目錄一、設(shè)計任務(wù)書3(一)設(shè)計題目3(二)設(shè)計條件3(三)設(shè)計步驟及要求3(四)設(shè)計成果4(五)時間安排4(六)設(shè)計考核4(七)參考資料4二、文件綜述6三、年產(chǎn)4萬噸苯冷卻器的工藝設(shè)計12(一)確定設(shè)計方案：12(二)確定流體的流動空間：12(三)計算定性溫度，確定流體的物性參數(shù)：12(四)初步估算傳熱面積121.苯的流量及熱負(fù)荷：132.冷卻水的用量：133.平均傳熱溫差：134.初算傳熱面積：13(五)工藝結(jié)構(gòu)和尺寸1

2、41.管徑和管內(nèi)流速：142.管程數(shù)和傳熱管數(shù)：143.傳熱管排列和分程方法：144.殼體直徑：145.折流板：146.接管：15(六)核算151.傳熱面積核算：151)管程傳熱膜系數(shù)：152)殼程傳熱膜系數(shù)：153)污垢熱阻和管壁熱阻：164)總傳熱系數(shù)核算：165)傳熱面積核算：162.換熱器流體阻力損失：171)管程阻力：172)殼程阻力：173.管長與管徑比：18(七)附屬結(jié)構(gòu)的選型18(八)換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果一覽表19(九)符號說明19(十)參考文獻(xiàn)21一、設(shè)計任務(wù)書(一)設(shè)計題目年產(chǎn)4萬噸苯冷卻器的工藝設(shè)計(二)設(shè)計條件1．生產(chǎn)能力4

3、×104噸每年粗苯2．設(shè)備形式：列管換熱器3．操作壓力：常壓4．苯的進(jìn)出口溫度：進(jìn)口80℃，出口35℃5．換熱器熱損失為熱流體熱負(fù)荷的3.5％6．每年按330天計，每天24小時連續(xù)生產(chǎn)7．建廠地址：蘭州地區(qū)8．要求管程和殼程的阻力都不大于104Pa9．非標(biāo)準(zhǔn)系列列管式換熱器的設(shè)計(三)設(shè)計步驟及要求1.確定設(shè)計方案1)選擇列管換熱器的類型2)選擇冷卻劑的類型和進(jìn)出口溫度3)查閱介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)4)選擇冷熱流體流動的空間及流速5)選擇列管換熱器換熱管的規(guī)格6)換熱管排列方式7)換熱管和管板的連接方式8)選擇列管換熱器折流擋板的形式9)材質(zhì)的選擇2.初步估算換熱器的

4、傳熱面積S3.結(jié)構(gòu)尺寸的計算1)確定管程數(shù)和換熱管根數(shù)及管長2)平均溫差的校核3)確定殼程數(shù)1)確定折流擋板、隔板規(guī)格和數(shù)量2)確定殼體和各管口的內(nèi)徑并圓整1.校核1)核算換熱器的傳熱面積，要求設(shè)計裕度不小于10℃，不大于20℃2)核算管程和殼程的流體阻力損失3)管長和管徑之比為6—10如果不符合上述要求重新進(jìn)行以上計算2.附屬結(jié)構(gòu)如封頭、管箱、分程隔板、緩沖板、拉桿和定距管、人孔或手孔、法蘭、補(bǔ)強(qiáng)圈等的選型3.將計算結(jié)果列表（見下表）(一)設(shè)計成果1.設(shè)計說明書（A4紙）1)內(nèi)容包括封面、任務(wù)書、目錄、正文、參考文獻(xiàn)、附錄2)格式必須嚴(yán)格按照蘭州交通大學(xué)畢業(yè)

5、設(shè)計的格式打印2.換熱器工藝條件圖（2號圖紙）（手繪）(二)時間安排1)第十九周——第二十二周2)第二十二周的星期五（7月20日）下午兩點(diǎn)本人親自到指定地點(diǎn)交設(shè)計成果，最遲不得晚于星期五的十八點(diǎn)鐘(三)設(shè)計考核1)設(shè)計是否獨(dú)立完成2)設(shè)計說明書的編寫是否規(guī)范3)工藝計算與圖紙正確與否以及是否符合規(guī)范4)答辯(四)參考資料1.《化工原理課程設(shè)計》賈紹義柴誠敬天津科學(xué)技術(shù)出版社2.《換熱器設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社3.《化工原理》夏清天津科學(xué)技術(shù)出版社換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果一覽表參數(shù)管程殼程操作條件物料名稱流量（㎏/h）操作溫度（℃）操作壓力（MPa）物性

6、參數(shù)定性溫度（℃）密度（㎏/m3）定壓比熱（kJ/㎏·℃）粘度（mPa·s）導(dǎo)熱系數(shù)（w/m·℃）主要工藝性能參數(shù)流速（m/s）對流傳熱系數(shù)（w/m2·℃）污垢熱阻（m2·℃/w）阻力損失（MPa）熱負(fù)荷（w）傳熱總系數(shù)（w/m2·℃）傳熱平均溫差（℃）傳熱面積（㎡）設(shè)計裕度（%）設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)換熱器的型式材質(zhì)程數(shù)換熱管規(guī)格（mm）直徑（mm）長度（m）折流擋板型式數(shù)目（個）數(shù)目排列方式間距（mm）管心距（mm）一、文件綜述1.換熱器簡介：換熱器就是用于存在溫度差的流體間的熱交換設(shè)備，換熱器中至少有兩種流體，溫度較高則放出熱量，反之則吸收熱量。換熱器依據(jù)傳熱原理

7、和實現(xiàn)熱交換的方法一般分為間壁式、混合式、蓄熱式三類。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣。它又可分為管式換熱器、板式換熱器、翅片式換熱器、熱管換熱器等。其中以管式（包括蛇管式、套管式、管殼式等）換熱器應(yīng)用最普遍。列管式和板式，各有優(yōu)點(diǎn)，列管式是一種傳統(tǒng)的換熱器，廣泛應(yīng)用于化工、石油、能源等設(shè)備;板式則以其高效、緊湊的特點(diǎn)大量應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中。圖1.列管式換熱器圖2.浮頭式換熱器圖3.U型管式換熱器2.換熱器的種類：換熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類，即間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中，間壁式換熱器應(yīng)用最多。2.1.間壁式換熱器的類型

8、：1)夾套式換熱器：這種換熱器是在容器