化工原理课程设计柴油

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1、课程设计1、设计任务与条件…………………………………………………12、确定性物理数据…………………………………………………13、试算和初选换热器规格…………………………………………14、工艺结构尺寸……………………………………………………25、换热器核算………………………………………………………66、换热器内流体的流动阻力………………………………………8附图…………………………………………………………………98课程设计1、题目将柴油从175℃冷却到130℃，流量为12500kg/h，压力0.4MPa，用循环冷却水做冷却介质

2、，循环冷却水的压力为0.3MPa。循环冷却水入口温度20℃，出口温度为60℃.设计一台冷却器完成该生产任务。2、设计任务与条件1、设计任务  流量：12500Kg/小时设备型式：列管式换热器2、操作条件（1）柴油：入口温度175℃出口温度130℃（2）冷却介质：循环水入口温度20℃出口温度60℃（3）操作压强：柴油：0.4MPa循环水：0.3MPa由于柴油粘度大并且泄露后危险性大，再者水的体积小，所以煤油走壳程，水走管程。2、确定性物理数据密度ρ（kg/m3）比热容Cp（kj/（kg·℃））粘度μ（Pa·s）导热系数λ（W

3、/(m·℃））8课程设计柴油7152.48×1030.64×10-30.133水992.24.170.656×10-30.63383、试算和初选换热器的规格①计算热负荷和冷却水流量：Q=W0Cp0（T1-T2）=12500×2.48×103（175-130）/3600=387500WW1=QCp1(t2-t1)=387500×36004.17×103(60-20)=8363.309kg/h②计算两流体的平均温度差。暂按单壳程、多管程计算。两流体的平均温度差：逆流时平均温度差为Δtm'=(∆t2-∆t1)ln∆t2∆t1式中

4、： ∆t1=175-60=115℃ ∆t2=130-20=110℃   求得： ∆tm'=112.43℃∆tm=φ∆t∆tm'=0.96×112.43=107.933、初选换热器规格。根据两流体的情况，假设K=300W/(m2﹒℃)，故S=QK∆tm=387500300×107.93=12.25㎡4、工艺结构尺寸（1）管径和管内流速及管长选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速ui=0.5m/s，选用管长为3m（2）．管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数8课程设计Ns=按单程管计算，所需的传热管长度为

5、L=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热管长l=5m，则该换热器的管程数为Np=传热管总根数Nt=15×5=753）平均传热温差校正及壳程数R=60-20175-60=1.125P=175-13060-20=0.258由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。（4）.传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25d0，则t=1.25×25=31.25≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管

6、中心距离按式计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。8课程设计（5）.壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η=0.75，则壳体内径为：D=1.05t按卷制壳体的进级档，可取D=400mm（6）．折流板采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为：H=0.25×400=100mm，故可取h=100mm取折流板间距B=0.3D，则B=0.3×400=120mm，可取B为150mm。折流板数目NB=5、换热器核算（1）热流量核算1.1壳程表面传热系数用克恩法计算得当量直径

7、：=壳程流通截面积：壳程流体流速及其雷诺数分别为：8课程设计普朗特数Pr：粘度校正：壳程表面传热系数2)管内表面传热系数：管程流体流通截面积：管程流体流速：普朗特数：4.17×103×0.007270.626=4.86查相关文献知：柴油测热阻：RS0=0.00034㎡·℃/W循环水侧热阻：RSi=0.000172㎡·℃/W8课程设计传热系数(4)传热系数(5)传热面积裕度计算传热面积SS=QK∆tm=387500300×107.93=12.25㎡该换热器的实际传热面积为S1该换热器的面积裕度为：传热面积裕度合适，该换热器能

8、够完成生产任务6．换热器内流体的流动阻力（1）管程流体阻力,,8课程设计由Re=8267.18，传热管对粗糙度0.01，查阅相关文献得：，流速ui=1.3m/s,,所以：<0.3Mpa管程流体阻力在允许范围之内。8