传热学课程设计题目

1、煤油冷凝器的设计任务书

1、设计题目:煤油冷却器的设计

工程背景：在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产最（如汽抽、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以某炼油厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。

设计的目的：通过对煤油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，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，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阻力。

2、设计任务及操作条件

（l）处理能力：

（x）×104t/a煤油

（2）设备型式

列管式换热器。

（3）操作条件

①煤油：入口温度：140；出口温度：40℃。

②冷却介质：自来水，人口温度：30℃，出口温度：50℃。

③允许压强降：不大于105Pa。

④每年按330天计，每天24h连续运行。

（4）设计项目

①设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。

②换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。

③换热器的主要结构尺寸设计。

④主要辅助设备选型。

⑤绘制换热器总装配图。

3、设计说明书的内容

①目录；

②设计题目及原始数据（任务书）；

③论述换热器总体结构（换热器型式、主要结构）的选择；

④换热器加热过程有关计算（物料衡算、热量衡算；传热面积、换热管型号、壳体直径等）；

⑤设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）；

⑥主体设备设计计算及说明；

⑦主要零件的强度计算（选做）；

⑧附属设备的选择（选做）；

⑨参考文献；

⑩后记及其他。

4、设计图纸要求

附工艺流程图及冷凝器装配图一张。

2 乙醇一水精馏塔项产品冷凝器的设计任务书

1、设计题目

乙醇一水精馏塔顶产品全凝器的设计。

设计一冷凝器，冷凝乙醇一水系统精馏塔顶部的馏出产品。产品中乙醇的浓度为95%，处理量为（x）×104t/a，要求全部冷凝。冷凝器操作压力为常压，冷却介质为水，其压力为0. 3MPa，进口温度为30℃，出口温度为40℃。

工程背景：采用薯类与谷类原料进行发酵。发酵法制乙醇是一个很复杂的生化过程，发酵在密封的发酵罐中进行产生的CO2的纯度达99%-99.5%以上，其余为气态杂质，组分（以C O2质量为基准）为：乙醇0.4%-0.8%，脂类：0.03%-04%，酸类：8. 08%-0.09%。成熟发酵醪中的乙醇必须经过初馏、精馏和除杂才能得到合格的乙醉。本课程设计即为粗乙醇（初馏塔出来的乙醇一水溶液），在进行精馏获得合格产品的过程中，精馏塔顶冷凝器的设计。发酵法制乙醇的工艺也可以参考有关书籍或文献资料。

设计的目的：通过对乙醇一水系统精馏塔顶产品全凝器的设计，使学生了解和掌握化工单元操作设备设计的步骤、方法及基本技能，熟悉文献资料及物性参数的查阅和收集方法，懂得如何论证优化设计方案，合理科学地应用公式及数据。在设计中提高学生的分析能力和解决问题的能力。

2、设计任务及操作条件

①处理量：（x) ×104t/a

②产品浓度：含乙醇95%；

③冷却介质：P为0.3 MPa，入口温度30℃，出口温度40℃；

④操作压力：常压；

⑤允许压降：不大于l05 Pa；

⑥每年按330天计，每天24h连续运行。

⑦设计项目：

a.设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。

b.换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。

c.换热器的主要结构尺寸设计。

d.主要辅助设备选型。

e.绘制换热器总装配图。

3、设计说明书的内容

①目录；

②设计题目及原始数据（任务书）；

③论述换热器总体结构（换热器型式、主要结构）的选择；

④换热器加热过程有关计算（物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等）；

⑤设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）；

⑥主体设备设计计算及说明；

⑦主要零件的强度计算（选做）；

⑧附属设备的选择（选做）；

⑨参考文献；

⑩后记及其他。

4、设计图纸要求

附工艺流程图及冷凝器装配图一张。

5、设计思考题

①换热器及工作原理？

②影响传热的主要因素有哪些？

③何为冷凝器，冷凝器的主要型式及结构？

④选择走管程或壳程的介质应考虑什么原则？

⑤循环冷却水的进出口温度确定原则？

⑥设计冷凝器的主要步骤。

⑦对冷凝器的设计你进行了哪些优化？

6、部分设计问题指导

学生在接受设计任务后，首先应明确设计的步骤、方向、如何查阅有关数据和收集资料，并确定设计方案。本设计应在以下几个方面的加以指导。

（l）物性数据的查阅

在设计中涉及水，乙醇等的多种物理参数，如密度、豁度、比热容、汽化潜热、导热系数等等，如何正确查阅数据是化工技术人员的基本功，因此在这方面应加以指导。

（2）经验公式的正确应用

在设计中要用到某些经验公式，如果选择不当的则会使设计发生误差。如壳程换热系数计算时，如果采用单管公式显然不对。因为工业换热器的气体冷凝比单管要复杂的多，从上排管外流下的冷凝液在下排管会产生一定的撞击和飞溅，从而使下一排管外的冷凝膜并不像单管叠加时那么厚，同时附加的扰动又会加速传热，在缺乏可靠数据可采用经验公式估算。

（3）初选冷凝器

根据计算出的传热面积A。，从国家颁布的换热器标准系列中初选冷凝器，既不能选得太大浪费，又要满足传热需要。此外，标准设备的管数与计算值不一致时如何考虑等，都需要加以引导。

（4）结构设计

指导学生对关键部位进行设计并提出优化设想，如提高传热效果、降低成本等。