化工原理课程设计二次蒸汽冷凝器

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1、化工原理课程设计二次蒸汽冷凝器目录�.任务书…………………………3�.设计说明………………………4-7�.工艺计算………………………8-15�.设备的结构计算………………15-20�.课程设计说明及汇总…………20-21�.设计评论………………………22�.参考文献………………………22�.附页……………………………23-24任务书一.设计题目�二次蒸汽冷凝器二.设计原始数据��1�质量流量�Wh=4000-70*27=2110kg/h真空度�300-3*27=219mmHg�2�冷却水进口温度�2

2、0℃出口温度�自定�28℃��3�当地大气压�750mmHg三.设计任务��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。�2�绘制列管式换热器的装配图。�2号图纸594*420mm��3�编写课程设计说明书。四设计时间�2006年6月28日~2006年7月3日设计学生�指导教师�设计说明一、设计目的课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节�是理论联系实际的桥梁�是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计�要求学生能综合运用本

3、课程和前修课程的基本知识�进行融会贯通的独立思考�在规定的时间内完成指定的化工设计任务�从而得到化工设计的主要程序和方法�培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时�通过课程设计�还可以培养学生树立正确的设计思想�培养实事求是�严肃认真�高度负责的工作作风。二、该设备的作用及在生产中的应用换热器是实现传热过程的基本设备。而此设备是比较典型的传热设备�它在工业中的应用十分广泛。例如�在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜和冷凝器、化工厂蒸发设备的加热室等。三、工艺流程示意图饱和水蒸气应从

4、换热器壳程上方进入�冷凝水由壳程下方排出�冷却水从换热器下方的入口进入�上方的出口排除。四、说明运用该设备的理由这种换热器的特点是壳体和管板直接焊接�结构简单、紧凑。在同样的壳体直径内�排管较多。管式换热器具有易于制造、成本较低、处理能力达、换热表面清洗比较方便、可供选用的结构材料广阔、适应性强、可用于调温调压场合等优点�由于两管板之间有管子相互持撑�管板得到加强�故在各种列管换热器中他的管板最薄�其造价比较低�因此得到了广泛应用。五、设备的结构特点该结构能够快速的降低物料的温度�工作时热流体走壳程

5、�冷流体走管程�使接触面积大大增加�加快了换热速度。同时�对温差稍大时可在壳体的适当部位焊上补偿圈(或称膨胀节)�通过补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩)来适应外壳和管束不同的膨胀程度。六、在设计中遇到的问题的处理在设计中�在工艺计算过程中�由于选取K0不当或其他条件选取不当�造成在校核时K0不符合要求。在重新选取K0的同时�改变了其他的条件�如�n�L等�经过二次校核达到了预期的目的。七、设计方案的确定�1�对于列管式换热器�首先根据换热流体的腐蚀性或其它特性选项定其结构材料�然后再根据所选项材料的加

6、工性能�流体的压强和温度、换热的温度差、换热器的热负荷、安装检修和维护清洗的要求以及经济合理性等因素来选项定其型式。设计所选用的列管换热器的类型为固定管板式。列管换热器是较典型的换热设备�在工业中应用已有悠久历史�具有易制造、成本低、处理能力大、换热表面情况较方便、可供选用的结构材料广阔、适应性强、可用于调温调压场合等优点�故在大型换热器中占优势。固定管板式列管换热器的特点是�壳体与管板直接焊接�结构简单紧凑�在同样的壳体直径内排管最多。由于两管板之间有管板的相互支撑�管板得到加强�故各种列管换热器

7、中它的管板最薄�造价最低且易清洗。缺点是�管外清洗困难�管壁与壳壁之间温差大于50℃时�需在壳体上设置膨胀节�依靠膨胀节的弹性变形以降低温差压力�使用范围仅限于管、壳壁的温差不大于70℃和壳程流体压强小于600kpa的场合�否则因膨胀节过厚�难以伸缩而失去温差补偿作用。2�工艺流程图�3�流体流经的空间�冷却水走管程原因有以下几个方面�冷却水常常用江水或井水�比较脏硬度较高�受热容易结垢�在管内便于清理�此外�管内流体易于维持高速�可避免悬浮颗粒的沉积。管程可以采用多管程来增大流速�用以提高对流传热

8、系数。被加热的流体应走管程�以提高热的有效利用�被冷却的流体走壳程�以便于热量散失。饱和蒸汽由于比较清洁应于壳程流过�易便于冷凝液的排出。综上所述冷却水走管程蒸汽走壳程。�4�流体的流动方向选择�饱和水蒸气应从换热器壳程上方进入�冷凝水从壳程的下方排出�这样既便于冷凝水的排放�又利于传热效率的提高;冷却水一般从换热器的下方的入口进入,上方的出口排出,可减少冷却水流动中的死角,以提高传热面积的有效利用.故采用逆流.(5)流速的选择:换热器内流体的流速大小,应有经济衡算来