化工原理课程设计--年产4万吨苯冷却器的工艺设计

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1、化工原理课程设计课程名称:化工原理课程设计设计题目:年产4万吨苯冷却器的工艺设计院系:化学与生物工程学院专业班级:化艺1001班姓名：陈炜杰目录一、设计任务书3(一)设计题目3(二)设计条件3(三)设计步骤及要求3(四)设计成果4(五)时间安排4(六)设计考核4(七)参考资料4二、文件综述6三、年产4万吨苯冷却器的工艺设计12(一)确定设计方案：12(二)确定流体的流动空间：12(三)计算定性温度，确定流体的物性参数：12(四)初步估算传热面积121.苯的流量及热负荷：132.冷却水的用量：133.平均传热温差：134.初算传热面积：13(五)工艺结构和尺寸1

2、41.管径和管内流速：142.管程数和传热管数：143.传热管排列和分程方法：144.壳体直径：145.折流板：146.接管：15(六)核算151.传热面积核算：151)管程传热膜系数：152)壳程传热膜系数：153)污垢热阻和管壁热阻：164)总传热系数核算：165)传热面积核算：162.换热器流体阻力损失：171)管程阻力：172)壳程阻力：173.管长与管径比：18(七)附属结构的选型18(八)换热器主要工艺结构尺寸和计算结果一览表19(九)符号说明19(十)参考文献21一、设计任务书(一)设计题目年产4万吨苯冷却器的工艺设计(二)设计条件1．生产能力4

3、×104吨每年粗苯2．设备形式：列管换热器3．操作压力：常压4．苯的进出口温度：进口80℃，出口35℃5．换热器热损失为热流体热负荷的3.5％6．每年按330天计，每天24小时连续生产7．建厂地址：兰州地区8．要求管程和壳程的阻力都不大于104Pa9．非标准系列列管式换热器的设计(三)设计步骤及要求1.确定设计方案1)选择列管换热器的类型2)选择冷却剂的类型和进出口温度3)查阅介质的物性数据4)选择冷热流体流动的空间及流速5)选择列管换热器换热管的规格6)换热管排列方式7)换热管和管板的连接方式8)选择列管换热器折流挡板的形式9)材质的选择2.初步估算换热器的

4、传热面积S3.结构尺寸的计算1)确定管程数和换热管根数及管长2)平均温差的校核3)确定壳程数1)确定折流挡板、隔板规格和数量2)确定壳体和各管口的内径并圆整1.校核1)核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10℃，不大于20℃2)核算管程和壳程的流体阻力损失3)管长和管径之比为6—10如果不符合上述要求重新进行以上计算2.附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、补强圈等的选型3.将计算结果列表（见下表）(一)设计成果1.设计说明书（A4纸）1)内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录2)格式必须严格按照兰州交通大学毕业

5、设计的格式打印2.换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘）(二)时间安排1)第十九周——第二十二周2)第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟(三)设计考核1)设计是否独立完成2)设计说明书的编写是否规范3)工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范4)答辩(四)参考资料1.《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版社2.《换热器设计手册》化学工业出版社3.《化工原理》夏清天津科学技术出版社换热器主要工艺结构尺寸和计算结果一览表参数管程壳程操作条件物料名称流量（㎏/h）操作温度（℃）操作压力（MPa）物性

6、参数定性温度（℃）密度（㎏/m3）定压比热（kJ/㎏·℃）粘度（mPa·s）导热系数（w/m·℃）主要工艺性能参数流速（m/s）对流传热系数（w/m2·℃）污垢热阻（m2·℃/w）阻力损失（MPa）热负荷（w）传热总系数（w/m2·℃）传热平均温差（℃）传热面积（㎡）设计裕度（%）设备结构参数换热器的型式材质程数换热管规格（mm）直径（mm）长度（m）折流挡板型式数目（个）数目排列方式间距（mm）管心距（mm）一、文件综述1.换热器简介：换热器就是用于存在温度差的流体间的热交换设备，换热器中至少有两种流体，温度较高则放出热量，反之则吸收热量。换热器依据传热原理

7、和实现热交换的方法一般分为间壁式、混合式、蓄热式三类。其中间壁式换热器应用最广。它又可分为管式换热器、板式换热器、翅片式换热器、热管换热器等。其中以管式（包括蛇管式、套管式、管壳式等）换热器应用最普遍。列管式和板式，各有优点，列管式是一种传统的换热器，广泛应用于化工、石油、能源等设备;板式则以其高效、紧凑的特点大量应用于工业当中。图1.列管式换热器图2.浮头式换热器图3.U型管式换热器2.换热器的种类：换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类，即间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。2.1.间壁式换热器的类型

8、：1)夹套式换热器：这种换热器是在容器