陕西科技大学化工原理课程设计.doc

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1、化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器化工原理--课程设计目　录１.任务书…………………………3２.设计说明……………………4-8３.工艺计算…………………9-17-27-化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器１.设备的结构计算…………18-24２.课程设计说明及汇总……25-26３.设计评论……………………26４.参考文献……………………27５.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=(2000+20*28)*1.3=3328kg/h真空度：275.6mmHg（2）冷却水进口温度

2、：20℃出口温度：自定（26℃）-27-化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器当地大气压：750mmHg三．设计要求：（1）工艺设计：确定设备的主要工艺尺寸，如：管径、管长、管子数目、管程数目等，计算K0。（2）结构设计：确定管板、壳体、封头的结构和尺寸；确定连接方式、管板的列管的排列方式、管法兰、接管法兰、接管等组件的结构。（3）绘制列管式换热器的装配图及编写课程设计说明书四．设计时间：2010年12月20日~2010年12月25日设计学生：常小龙指导教师：磊设计说明一、设计目的-27-化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较

3、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，严肃认真，高度负责的工作作风。一、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

4、发设备的加热室等。二、工艺流程示意图饱和水蒸气应从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。三、说明运用该设备的理由-27-化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器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，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。一、设备的结构特点该结构能够快速的降低物料

5、的温度，工作时热流体走壳程，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。二、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。三、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工性能，流体的压强和温度、换热的温度差

6、、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。-27-化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器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

7、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）工艺流程图溶液换热器-27-化工原理课程设计——蒸汽二次冷凝器（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，在管便于清理，此外，管流体易于维持高速，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

8、散失。饱和蒸汽由于比较清