邹盛香化工原理课程设计2

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1、化工原理课程设计题目:冷却甲苯的列管式换热器设计学院：土木建筑专业：环境工程学号：20100110150102设计者：邹盛香指导老师：周枚花H期：2012-12-14设计任务书一.设计的目的：通过对甲苯产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺耍求选择适当的类型，同吋还能根据传热的革本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体肌力。二.设计任务及操作条件1处理量8Xl()h/a甲苯2设备型式列管换热器3操作条件(1)卬苯：入口温度82°C,出口温度47°C(2)冷却介质：循坏水，入口温度_C,出口温度

2、40_°C(3)允许压降：不人于l()5Pa(4)每年按330天计，每天24小时连续运行。4建厂地址江西地区三.设计内容：(1)设计计算列管式换热器的热负荷、传热面积、换热管、壳体、管板、封头、隔板及接管等。设计步骤见下部分(五课程设计说明书的内容)(2)绘制列管式换热器的装配图。(3)编写课程设计说明书。四.课程设计说明卩的内容设计说明书中应包括所冇论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：(1)标题页；(2)设计任务书;(3)符号说明；⑷冃录；(5)设计方案简介；1.选择换热器的类型2.管程安排⑹确定物性数据；(7)主耍工艺参数计算(热负荷，平均

3、温差，总传热系数，换热面积等)；(8)压降核算；(9)设计结果概要或设计一览表；(10)设计结果评价；(11)附图(工艺流程简图、主体设备工艺条件图)；(11)参考文献。符号说明P——压力，Pa;R——热阻，盯・K/W；S——传热面积，m2；T——热流体温度，°C；Clm——质量流速，kg/h；A——有限差值；“——粘度，Pa-s;°——校正系数。A——实际传热面积，亦Nb——板数，块q、——体积流量Np——管程数Kc——传热系数，W/(m・K)Q—传热速率，W；Re——雷诺准数；t——冷流体温度，°C；u流速，m/s;Cp一一比热容，kJ/(kg.k

4、);几——导热系数，W/(m・K);P——密度，kg/m3;de转速，n/(r/min)Pr——普郎特系数K—总传热系数，W/(nf・K)Nt——管数，根1管长，mAtm—平均传热温差，°C目录一、确定设计方案31•选择换热器的类型2.管程安排二、确定物性数据4三、主要工艺参数计算51.热流量2•平均传热温差3.传热而积4.冷却水用量四、工艺结构尺寸61.管径和管内流速2.管程数和传热管数3.传热管排列和分程方法4.折流挡板5.其他附件6.接管五、换热器核算81•总传热系数核算2.传热面积核算3•壁温计算4.压强降核算六、设计结果一览表13七、设计结果

5、评价15八、附图十、参考文献一、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温的变化悄况：热流体进口温度82°C出口温度47°C：冷流体进口温度24°C,出口温度为40°C,该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这-因素，估计该换热器的管壁温度和売体温度Z差较人，因此初步确定选用浮头式换热器。2.管程安排从两物流的操作压力看，卬苯和循环水都可以走管程或壳程。但由于循环冷却水，其粘度较人流最较小宜走壳程，因有折流板的作用，在低Re下（Re>100）即可达到湍流，所以甲苯走管程，循环冷却水走壳程。二、确定物性数据1.定性温度对于一般有机物

6、、水等低黏度流体，其定性温度对取流体进出口温度的平均值。故壳程冷却水的定性温度为t=24+40=3292管程甲苯的定性温度为T=82+47=64.5-C2根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。卬苯在64,5°C下的冇关物性数据如下密度p、=S25kg/m3比热容cpl=1.85kj/kg*K热导率2]=0.1255w/m・K质量流量Qml=8x104/(330x24)=10()()()kg/h粘度“I=0.38mPa・s循环水在32°C下的物性数据:密度定压比热容热导率粘度Qo=996.4kg/m3Op。=4」74kj/kg・K2o=O.

7、6214w/nTK“o=O.7679mPa・s三、主要参数计算1.热流量=10000X1.85X(82-47)=647500kj/h=179.9kw2.平均传热温差先按照纯逆流计算，得(82-40)-(47-24)△/=川,82-40In47-24=31.55°Cr_T_T2_82_47t2-fj40-24=2.1875P二口=40-24=Q275867"

8、—f

9、82—24按单壳程偶数管程结构.温羌校正系数查得W=f(R・P)=0・88平均温差校正后tm=0.88X31.55=27.760C3•传热面积查化工原理教材表4-7有机物（粘度＜0.5mP

10、a.s）-水的k值范围是300-800先取400w/加2.°c179900400x27.76=