化工原理-甲醇冷却器设计

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1、化工原理课程设计任务书1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：设计方案设计任务及条件（1）处理能力19500kg/h甲醇（2）设备形式列管式换热器（3）操作条件①甲醇：入口温度64，出口温度50，压力为常压。②冷却介质：循环水，入口温度30，出口温度40，压力为0.3MPa。③允许压降：不大于10^5Pa。④每年按330天计，每天24小时连续运行。-5-化工原理课程设计任务书2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：图表物料甲醇水温度℃入口6430出口5040质量流量kg/h1950017592设计压力(MPa)常压0.33．主要参考文献

2、：柴诚敬主编化工原理（高等教育出版社）贾绍义柴诚敬主编化工原理课程设计（天津大学出版社）4．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容12017.6.15~2015.6.18设计实验内容和要求22015.6.18~2015.6.20按设计任务和条件计算实验结果32015.6.8~2015.6.13完成电子稿的设计主指导教师刘伟涛日期：2016年6月20日-5-1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件处理能力10600kg/h甲醇。设备形式列管式换热器操作条件①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，

3、压力为0.3MPa。③允许压降：不大于105Pa。④每年按330天计，每天24小时连续运作。3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。-5-设计方案1．确定设计方案（1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。（2）流动空间及流速的确定由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用φ25mm×2.5m

4、m的碳钢管，管内流速取ui=0.5m/s。2、确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。壳程甲醇的定性温度为：管程循环水的定性温度为：根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。甲醇在57℃下的有关物性数据如下：密度　　ρo=755.77kg/m3定压比热容　cpo=2.629kJ/(kg·℃)导热系数　　λo=0.1919W/(m·℃)粘度　　μo=0.00039Pa·s循环水在35℃下的物性数据：密度　　ρi=994kg/m3定压比热容　cpi=4.08kJ/(kg·℃)导热系数　　λi=0.626W/(m·℃)粘度　　　　μi=0.000725Pa·s

5、-5-设计结果设备名称甲醇冷凝冷却器换热器形式列管式换热器设备型号G300Ⅱ-2.5-12.1工艺参数序号名称单位管程壳程1物料名称循环水甲醇2操作压力Pa0.3Mpa常压3操作温度℃30进/40出64进/50出4流量kg/h17592195005流体密度kg/m3994755.776定压比热容kJ/(kg·℃)4.082.6297流速m/s0.220.2438传热量W1993669平均温度差℃20.610总传热系数W/m2·K36811换热面积m234.112传热系数W/（m2·℃）128592413污垢系数m2·K/W0.0003440.00017214阻力降kPa0.

6、61916.22715程数2116使用材料碳钢碳钢17直径mmφ25×2.552018长度mm300019管子规格81根，管间距32mm，△排列20折流档板规格11块，间距260mm，切口水平高度33.3%21说明：参照标准JB/T4715-92-5-主要符号说明甲醇的定性温度T循环水定性温度t甲醇密度ρo循环水密度ρi甲醇定压比热容cpo循环水定压比热容cpi甲醇导热系数λo循环水导热系数λi甲醇粘度μo循环水粘度μi甲醇流量wo循环水流量wi热负荷Qo平均传热温差总传热系数K管程雷诺数Re温差校正系数管程、壳程传热系数、初算初始传热面积传热管数初算实际传热面积S管程数壳

7、体内径D横过中心线管数折流板间距B管心距t折流板数NB接管内径、管程压力降当量直径壳程压力降面积裕度H换热器壁面内、外侧的污垢热阻Rsi、Rso管板利用率η切去的圆缺高度h壳程流通截面积So普兰特准数Pr换热器实际传热面积Sp-5-