化工原理2014课程设计

《化工原理2014课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工原理课程设计计算说明书学生姓名：邓响辉指导老师：张亚君学院：机械与汽车工程学院班级：过控（轻机）学生学号：201130050488时间：2014年6月25目录第一章设计任务书41.1设计任务41.2设计项目41.3设计分量5第二章确定设计方案52.1冷却器的选型52.2流程选择62.3流体进出口温度62.4安装方式72.5工艺流程图7第三章工艺设计73.1确定总传热量73.2冷却剂的流量83.3壳程数和管程数93.4空气的传热系数103.5水侧的传热系数113.6总传热系数123.7换热器所需的管数123.8设

2、计计算校核12第四章结构设计134.1管子在管板上的固定方式134.2管程分布与管子排列144.3分程隔板的连接144.4管板与壳体的连接154.5折流板154.6拉杆、定距管15第五章机械设计165.1壳体管板的厚度尺寸165.2水压校核165.3管板的参数165.4折流板计算175.5接管与管法兰185.6封头设计185.7支座设计19第六章辅助设备选型206.1接管及其法兰206.2排液管20第七章设计结果一览表20第八章设计体会2225参考文献2425第一章设计任务书1.1设计任务题目：空气压缩机后冷却器的

3、设计原始数据：（1）空气处理量：11操作压强：1.2MPa（绝对压）空气进口温度：150℃终温：40℃（2）冷却剂：常温下的水初温：28℃；终温：34℃；温升（3）冷却器压降＜1米水柱1.2设计项目（1）确定设计方案。确定冷却器形式，流体流向和流速选择，冷却器的安装方式等。（2）工艺设计：冷却器的工艺计算和强度计算，确定冷却剂用量，传热系数，传热面积，管数，管间距，校对压降等。（3）结构设计：管子在管板上的固定方式，管程分布和管子排列，分程隔板的链接，管板和壳体的连接，折流挡板等。（4）机械设计：确定壳体，管板壁的

4、厚度尺寸，选择25冷却器的封头，法兰，接管法兰，支座等。（5）附属设备选型。1.3设计分量（1）设计说明书一份。（2）冷却器装配图（1号图纸）（3）冷却器工艺流程图（35×50计算纸）第二章确定设计方案2.1冷却器的选型本设计中空气压缩机的后冷却器选用带有折流挡板的固定管板式换热器，这种换热器适用于下列情况：①温差不大；②温差较大但是壳程压力较小；③壳程不易结构或能化学清洗。本次设计条件满足第②种情况。另外，固定管板式换热器具有单位体积传热面积大，结构紧凑、坚固，传热效果好，而且能用多种材料制造，适用性较强，操作弹

5、性大，结构简单，造价低廉，且适用于高温、高压的大型装置中。采用折流挡板，可使作为冷却剂的水容易形成湍流，可以提高对流表面传热系数，提高传热效率。本设计中的固定管板式换热器采用的材料为钢管(10)。252.2流程选择本冷却器的管程走压缩后的热空气，壳程走冷却水。热空气和冷却水逆向流动换热。根据的原则有：（1）因为热空气的操作压力达到1.2Mpa，而冷却水的操作压力取0.3Mpa，如果热空气走管内可以避免壳体受压，可节省壳程金属消耗量；（2）对于刚性结构的换热器，若两流体的的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁

6、面温度与对流表面传热系数大的流体温度相近，可以减少热应力，防止把管子压弯或把管子从管板处拉脱。（3）热空气走管内，可以提高热空气流速增大其对流传热系数，因为管内截面积通常比管间小，而且管束易于采用多管程以增大流速。查阅《化工单元过程及设备课程设计》46页表3-4可得到，热空气的流速范围为5~30；冷却水的流速范围为0.2~1.5。本设计中，假设热空气的流速为7，然后进行计算校核。2.3流体进出口温度（1）热空气进口温度：150℃；出口温度：40℃25（2）冷却水进口温度：28℃；出口温度：34℃2.4安装方式冷却器

7、是小型冷却器，采用卧式较适宜。2.5工艺流程图第三章工艺设计3.1确定总传热量3.1.1定性温度的确定：可取流体进出口温度的平均值空气定性温度为：水的定性温度为：3.1.2流体有关物性参数空气在95℃，1.2MPa下的物性参数：25物性密度（）电压比热容（）粘度（）导热系数（）空气11.3971.0090.0317水在31℃下的物性参数：物性密度（）电压比热容（）粘度（）导热系数（）水995.44.1740.6193.1.3水在进口温度下的密度：空气的质量流量为：热流量为：3.2冷却剂的流量253.3壳程数和管程数

8、选择管径为的传热管，则：平均传热温差：平均传热温差校正:依《化工单元过程及设备课程设计》P63，公式3-13a和3-13b，平均传热温差校正系数依《传热传质过程设备设计》查表得:查平均传热温差校正为：初步设定传热系数K=150，传热面积为：按单程管计算，所需的传热管长度为：取25取管长为，则该换热器的管程数为：传热管总根数：3.4空气的传热系数计算空气的传热