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1、学号31江西理工大学化工原理课程设计说明书专业：生物工程学生班级：二○○四级041班学生姓名：李广神指导教师：吴速英材料与化学工程学院2007年07月16日目录1．化工原理课程设计任务书12．概述与设计方案简介23．设计条件及主要物性参数表34．工艺设计计算（分章节详细列出）45．设计结果汇总表：95．1系统物料衡算表；95．2设备操作条件及结构尺寸一览表96．设计评述（对设计的评价和设计体会）107．设备工艺条件图10参考文献12主要符号说明131．化工原理课程设计任务书某厂拟建一个蓄水池，抽取清洁河水用作冷却水，主要目的是为了给车间的产品A（物理性质参考硝基苯）进行冷却。[化工
2、设备设计全书编辑委员会.换热器设计.上海：上海科学技术出版社，1998.]试根据以下工艺条件和设计要求设计合适的换热器[大连理工大学化工原理教研室.化工原理课程设计.大连：大连理工出版社，1997.3贾绍义柴诚敬.化工原理课程设计.天津:天津大学出版社,20024郭年祥.化工过程及设备.北京:冶金工业出版社.20035化学化工物性数据手册.化学工业出版社2002年版.6换热器设计手册.化学工业出版社2002年版.]。有关工艺条件及要求如下：设计要求：n水温：夏季约20℃，冬季约5℃；nA产品的温度从90/75/60℃降为60/50/40℃，用量60/50/45吨/小时；n换热器管、
3、壳程压降均不超过0.3atm。142．概述与设计方案简介（填写正文内容）1.选择换热器的类型热流体(环己烷):进口温度90℃出口温度60℃冷流体(水):进口温度20℃出口温度40℃夏季约20℃,考虑到冬天进口水温为5℃,换热器管壁与壳体温差大,故选用带膨胀节的固定管板式换热器2.由于循环清洁河水较易结垢,为了便于水垢清洗,应使循环清洁河水走管程,物质A(环己烷)走壳程,由于产品环己烷流量大,选用Φ38×3的碳钢,管内流速取=0.5143．设计条件及主要物性参数表（填写正文内容）定性温度下物性参考数据144．工艺设计计算（分章节详细列出）（填写正文内容）(一)计算总传热系数1.热流量
4、和冷却水用量2.管程,壳程传热系数和总传热系数3.平均传热温差144.计算传热面积考虑15%的裕度,(二)工艺结构尺寸1.管程数和传热管数2.校正平均传热温差3.传热管排列,壳体内径,折流板144.接管U=1.0m/s壳程接管内径管程接管内径U=4.0m/s(三)换热器核算1.热量核算(1)壳程对流传热系数当量直径,由正三角形排列得14(2)管程对流传热系数管程流通截面积(3)总传热系数KK=(4)传热面积s2.换热器内流体的流动阻力核算(1)管程流动阻力查对粗糙度0.05/38=0.0013,由Re=19748得λ=0.03(2)壳程流动阻力14管程流动阻力,壳程流动阻力都在允许
5、范围之内.145．设计结果汇总表：5．1系统物料衡算表；5．2设备操作条件及结构尺寸一览表（填写正文内容）表-换热器主要结构尺寸和计算结果固定管板式换热器管程壳程流速kg/h20019040000温度(进/出)20/4090/60压力pa3545535455物性参数定性温度3075密度kg/m995.68726热容4.1782.066黏度pa.s0.00080070.000439导热系数0.61760.12115普兰特常数5.420.144设备结构参数型式膨胀节台数1壳体内径mm1335壳程数1管径mmΦ38χ3管子距mm48管长mm7000管子排列管数目(根)560折流板数(个)
6、17传热面积415折流板距(mm)140管程数4材质碳钢主要计算结果管程壳程流速m/s0.4970.13757传热膜系2383432污垢热阻0.00051590.00017197阻力损失pa7027.51560热负荷kw4646.6传热温差40传热系数280裕度8%14符号尺寸用途连接型式a140循环清洁河水入口平面b140循环清洁河水出口平面c140环已烷入口凹凸面d140环已烷出口凹凸面e60排气口凹凸面f60放净口凹凸面6．设计评述（对设计的评价和设计体会）评价本设计每程采用正三角形排列,结构紧凑,各程之间采用正方形排列方式,便于安装隔板.管子材料为碳钢,强度和压力都合适,也
7、较经济.管子选用Φ38×3,较大但总管子数较少.虽然设备占地面积大,但总的也较经济.裕度为8%,不至于过度浪费.弓形折流板圆缺面水平装置.冷却剂采用来源方便,价格低廉,使用安全的清洁河水,由于易结垢,走管程.体会课程设计不同于平时作业及考试,我体会到工程实际问题的复杂性.在设计中需要在综合考虑下假设条件,即确定方案,选择流程,进行过程和设备计算,算后需要对做出假设进行核算与论证,以此反复分析比较择优选择理想和便于大规模生产的设计.课程设计是我们所学的知识应用于实践的一
