化工原理课程设计 (2)

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1、化工原理》课程设计计题目：热水冷却器的设计一.设计任务及操作条件1．处理能力2500kg/h(热水)2．设备型式：锯齿型换热器3．操作条件⑴热水：入口温度80℃,出口温度55℃⑵冷却介质：自来水，入口温度25℃，出口温度38℃⑶允许压强降：不大于105Pa二.设计要求(一)、编制一份设计说明书（打印稿），主要内容包括：1.前言；2.流程的确定和说明书（附流程简图）；3.生产条件的确定；4.换热器的设计计算，由热平衡计算传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量并决定流体通入的空间。5.算流体的定性温度，以确定流体的物性数据。初算有效平均温差。一般先按逆流计算，然后再校核。6.计算传热

2、系数K值，然后再作校核。7.估传热面积。常取实际传热面积是计算值的1.5-1.25倍。8.计算流体流动阻力。如阻力超过允许范围，需调整设计，直至满意为止。选择适宜的锯齿型换热器并进行核算。9.附属设备的选型和计算；10.设计结果列表；11.设计结果的讨论和说明；12.注明参考和使用的设计资料；13.结束语。（二）绘制换热器装配图1张(手绘1#号图纸)三、设计日期：2012年12月31日至2013年1月11日1概述11.1换热器简介11.2设计方案简介21.3确定设计方案21.3.1设计流程图31.3.2工艺流程简图41.3.3换热器选型41.4符号说明42锯齿形板式热水冷却器的工艺

3、计算52.1确定物性数据52.1.1计算定性温度52.1.2计算热负荷62.1.3计算平均温差62.1.4初估换热面积及初选板型62.1.5核算总传热系数K72.1.6计算传热面积S92.1.7压降计算102.2锯齿形板式热水冷却器主要技术参数和计算结果103课程设计评述11参考文献12附录131概述1.1换热器简介换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝

4、汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器种类很多，若按换热器传热面积形状和结构可分为管式换热器和特殊形式换热器。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各一相同，故换热器的类型很多，特点不一、可根据生产工艺要求进行选择。本次设计为锯齿形板式热水冷却器。板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热

5、板片面积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。板式换热器的特点包括：（1）体积小，占地面积少；（2）传热效率高；（3）组装灵活；（4）金属消耗量低；（5）热损失小；（6）拆卸、清洗、检修方便；（7）缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于150℃，承受压差较小，处理量较小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗。1.2设计方案简介根据设计要求:用入口温度25℃，出口温度38℃的循环水冷却热水（热水的入口温度80℃，出口温度55℃），通过传热量、阻力

6、损失传热系数、传热面积的计算，并结合经验值确定换热器的工艺尺寸、设备型号、规模选定，然后通过计算来确定各工艺尺寸是否符合要求，符合要求后完成工艺流程图和设备主体条件图，进而完成设计体系。设计要求：选择一台适宜的锯齿形换热器并进行核算。下图中左面的为板式换热器外形，右边的是板式换热器工作原理图。111.3确定设计方案1.3.1设计流程图确定物性常数，热负荷、冷却剂用量及平均温差，确定换热器类型及流体流动空间①估计传热系数，计算传热面积初值计算②选择板式换热器板型计算值与假定值相差较大③估计冷凝给热系数计算值与假定值相差较大④压降大于设计压力裕度过大或过小核算冷凝给热系数计算管内给热系

7、数⑤总传热系数核算⑥计算值与假定值相差不大折流板计算⑦壳侧压降和管侧压降计算，并与设计压力比较⑧压降小于设计压力裕度系数校验11裕度合适⑨板式换热器选取合理锯齿形板式热水冷却器冷水冷水热水热水1.3.2工艺流程简图1.3.3换热器选型两流体温度变化情况：热流体进口温度80℃，出口温度55℃；冷流体人口温度25℃，出口温度38℃。该换热器用循环冷却水冷却，初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式热水冷却器。1.4符号说明Pr——普兰特准数，无因次；Re——雷诺准数，无因次；a