化工原理课程设计---粗笨冷凝器

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苯冷凝器课程设计

苯冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解苯冷凝器的构造、工作原理及其在化工行业中的应用。

2. 学生能掌握苯冷凝器的关键部件，如冷却器、压缩机、膨胀阀等，并了解其功能。

3. 学生能了解并描述苯的物理性质，如沸点、凝固点、比热容等，以及其在冷凝过程中的变化。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决苯冷凝器在实际运行中可能出现的简单问题。

2. 学生能通过实验或模拟操作，掌握苯冷凝器的操作流程和注意事项。

3. 学生能运用图表、数据等工具，对苯冷凝器的工作效率进行简单评估。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程设备产生兴趣，激发他们学习化学工程及相关领域的热情。

2. 培养学生的团队协作意识，使他们学会在实验和解决问题时相互合作、共同进步。

3. 培养学生的环保意识，让他们了解化工设备在环保方面的重要性，以及如何降低环境污染。

本课程针对高年级化学工程及相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

旨在使学生不仅掌握苯冷凝器的理论知识，还能运用所学解决实际问题，培养他们的实践操作能力和科学素养。

二、教学内容本章节教学内容围绕苯冷凝器的工作原理、结构组成、操作流程及应用案例展开。

具体安排如下：1. 工作原理：- 苯的物理性质：沸点、凝固点、比热容等。

- 冷凝过程的基本原理：热量传递、相变等。

- 苯冷凝器的工作原理：冷却器、压缩机、膨胀阀等部件的协同作用。

2. 结构组成：- 冷却器：类型、结构、材料及其在苯冷凝器中的作用。

- 压缩机：类型、工作原理、性能参数等。

- 膨胀阀：功能、类型、调节原理等。

- 其他辅助设备：如储液器、干燥器、过滤器等。

3. 操作流程：- 苯冷凝器的启动、运行、停车及维护保养操作。

- 实际操作过程中的注意事项：安全、节能、环保等。

- 常见故障及其排除方法。

4. 应用案例：- 苯冷凝器在化工生产中的应用实例。

- 不同工况下苯冷凝器的性能分析。

08环工01 化工原理课程设计之冷凝器课程设计

目录课程设计任务 (3)第一章前言 (4)第二章概述 (5)2.1冷凝的目的 (5)2.2冷凝器的类型 (5)2.2.1立式壳管式冷凝器 (5)2.2.2卧式壳管式冷凝器 (5)2.3设计方案的确定 (6)第三章设计计算 (8)3.1初选结构 (8)3.1.1 物性参数 (8)3.1.2设Ko 初选设备 (9)3.2传热计算 (10)3.2.1管程换热系数α2 (10)3.2.2 壳程传热热系数α1 (11)3.2.3污垢热阻与传导热阻 (11)3.2.4 校核传热 (11)3.3 压降计算 (12)3.3.1管程压降计算 (12)3.3.2壳程压降计算 (12)第四章结构设计 (13)4.1 冷凝器的安装与组合 (13)4.2管子设计 (13)4.3 管间距（S）的设计 (14)4.3.1管子在管板上的固定 (14)4.3.2管间距 (14)4.4管板设计 (14)4.5 壳体的厚度计算 (15)4.6 封头设计 (15)4.7 管程进出口管设计 (15)4.7.1进出口管径设计 (15)4.7.2位置设计 (15)4.8 壳程进出口管设计 (15)4.8.1出口管径（冷凝液） (15)4.8.2蒸汽入口管径的设计 (15)4.8.3位置设计 (16)4.9法兰 (16)4.10支座 (16)4.11其它 (16)第五章设计小结 (17)致谢 (18)参考文献 (18)课程设计任务：设计题目：乙醇=水精馏塔塔顶产品全凝器设计条件：处理量： 6 万吨／年产品浓度：含乙醇 95％操作压力：常压冷却介质：水压力： P= 303.9kPa水进口温度： 30o C水出口温度： 40o C第一章前言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。

它要求学生利用课程理论知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成指定的化工设计任务，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。

化工原理课程设计---粗笨冷凝器

化工原理课程设计任务书一、设计题目：年产2.5 万吨苯冷却器的工艺设计二、设计条件1. 生产能力2.54吨每年粗苯102. 设备型式：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104Pa,9. 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. 初步估算换热器的传热面积A3. 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（4）确定折流挡板，隔板规格和数量（5）确定壳体和各管口的内径并圆整5. 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.6. 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7. 将计算结果列表（见表1）四、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设计的格式打印。

2. 换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘）摘要在石油、化工、食品加工、轻工、制药等行业的生产过程中，换热器是通用工艺设备，可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，换热器的类型、性能各异，但设计所依据的传热基本原理相同，不同之处是在结构设计上需要根据各自设备的特点采用不同的方法。

本次我的设计题目是年产 2.5 万吨苯冷却器的工艺设计，要求自行设计非系列标准的换热器管壳式换热器。

化工原理课程设计粗苯冷却器结束语

化工原理课程设计粗苯冷却器结束语
在化工原理课程设计中，我们深入学习了粗苯冷却器的原理和设计方法。

通过对该设备的分析和研究，我们对化工领域中的冷却器有了更
深入的了解。

本次课程设计中，我们首先介绍了粗苯冷却器的基本原理和工作过程。

通过对流体力学、传热学以及物料平衡等知识的综合运用，我们成功
地设计出了一个高效、可靠的粗苯冷却器。

在设计过程中，我们充分考虑了设备的安全性和经济性。

通过优化传
热面积、流体流动方式以及控制参数等方面的选择，我们确保了设备
在运行过程中能够达到预期效果，并且尽可能减少能源消耗和物料损失。

在本次课程设计中，我们还重点讨论了粗苯冷却器在实际生产中可能
遇到的问题以及相应的解决方案。

通过对不同情况下设备性能变化的
分析和计算，我们为实际操作提供了一些有益的参考意见。

通过这门课程设计，我们不仅加深了对粗苯冷却器原理和设计方法的
理解，还提高了我们的团队合作能力和问题解决能力。

在今后的工作中，我们将更加注重实践操作，不断提升自己的专业水平。

感谢老师在课程设计过程中给予我们的指导和支持。

同时，也要感谢
小组成员之间的密切合作和共同努力。

通过大家的共同努力，我们成
功地完成了这个课程设计任务。

通过本次课程设计，我们对粗苯冷却器有了更深入的了解，并且掌握
了一些实际操作中需要注意的技巧。

相信这将对我们今后从事化工领域相关工作有着积极的影响。

在未来的学习和工作中，我们将继续努力学习和探索，在化工领域取得更大的突破和进步。

谢谢大家！。

化工原理课程设计-标准系列管壳式立式冷凝器的设计

化工原理课程设计标准系列管壳式立式冷凝器的设计姓名：学号：专业：应用化学班级设计时间：目录一、设计题目二、设计条件三、设计内容3.1概述3.2 换热3.3 换热设备设计步骤四、设计说明4.1选择换热器的类型4.2流动空间的确定五、传热过程工艺计算5.1计算液体的定性温度，确定流体的物性数据5.1.1正戊烷流体在定性温度（51.7℃）下的物性数据5.1.2水的定性温度5.2估算传热面积5.2.1换热器热负荷计算5.2.2平均传热温差5.2.3估算传热面积5.2.4初选换热器规格5.2.5立式固定管板式换热器的规格5.2.6计算面积裕度H及该换热器所要求的总传热系数K05.2.7折流板5.2.8换热器核算5.3核算壁温与冷凝液流型5.3.1核算壁温5.3.2核算流型5.4计算接口直径5.4.1计算壳程接口直径5.5计算管程接口直径5.6计算压强降5.6.1计算管程压降5.6.2计算壳程压降六、其他七、计算结果八、化工课程设计心得九、参考文献一．设计题目标准系列管壳式立式冷凝器的设计二．设计条件生产能力：正戊烷23760t/a，冷凝水流量70000Kg/h操作压力：常压正戊烷的冷凝温度51.7℃，冷凝水入口温度32℃每年按330天计，每天24小时连续生产要求冷凝器允许压降100000Pa三、设计内容3.1概述换热器在石油、化工生产中应用非常广泛。

在炼油厂中，原油常减压蒸馏装置中换热器的投资占总投资的20%；在化工厂中，换热器约占总投资的11%以上。

由于在工业生产中所用换热器的目的和要求不同，所以换热器的种类也多种多样。

列管式换热器在石油化工生产中应用最为广泛，而且技术上比较成熟。

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。

在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。

35％～40％。

随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。

《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器)+)

化工原理课程设计指导书—精馏塔的预热器、冷凝器、再沸器工艺设计适应专业：化学工程与工艺编写作者：胡建明编写日期：2007.7邵阳学院生物与化学工程系预热器、冷凝器、再沸器的工艺设计概述蒸馏是化工生产中分离均相液体混合物的典型单元操，其历史悠久，应用广泛。

蒸馏的基本原理是将液体混合物部分汽化、部分冷凝，利用其中个组分挥发度不同而将其分离。

其本质是液、汽相间的质量传递和热量传递。

为使分离彻底，以获得较纯的产品，工业生产中常采用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法——精馏。

精馏过程通常是在塔设备内完成的。

预热器、冷凝器、再沸器是精馏过程必不可少的设备。

它们承担着将物料预热、气化、冷凝等重要任务。

而固定管板式换热器更是因其具有工艺简单、造价低廉、工艺设计成熟、热效率较高等优点而得到广泛的应用，尤其在很多大工业生产中。

换热器的工艺设计主要内容和步骤 1 物料衡算1.1 设计依据1.1.1 《×××××设计任务书》1.1.2 产量年产99.5%（均为质量分数，下同）环己烷（丙酮）20000吨，根据工业生产中连续生产的特点，取年平均生产时间为8000小时，即小时产量为：20000×103/8000=2500kg ／h ，本设计以小时产量为计算基准。

1.1.3 进料组成F x 、产品组成D x 1,1.4 分离要求 1.2 精馏塔物料衡算1.2.1 物料衡算示意图1.2.2 用质量分率计算进料量及塔釜采出量G D ,X D F D W G G G =+ F F D D W W G x G x G x =+ 解得： G F （kg/h ） G W （kg/h ）1.2.3 计算摩尔量、摩尔分率 G W由物质A 、B 组成的混合物，其分子量分别为M A ，M B 则其平均分子量：A A B B M M x M x =+，用摩尔量表示为：;;W D F G G GD W F M M M===；同理可求得X D 、X W 、 X F 1.2.4 精馏塔物料衡算表表1.1 精馏塔的物料衡算表※必须达成Σ进=Σ出。

化工原理课程设计说明书-冷凝器

江西理工大学
化工原理课程设计
说明书
专业：生物工程
学生班级：二○○级班学生姓名：
指导教师：陈喜蓉
冶金与化学工程学院
20 年月日
目录
1．化工原理课程设计任务书 (1)
2．概述与设计方案简介 (2)
3．设计条件及主要物性参数表 (3)
4．工艺设计计算（分章节详细列出） (4)
5．辅助设备的计算和选型 (5)
6．设计结果汇总表： (6)
6．1系统物料衡算表； (6)
6．2设备操作条件及结构尺寸一览表 (7)
7．设计评述（对设计的评价和设计体会） (8)
8．工艺流程图和主要设备的工艺条件图 (9)
参考文献 (10)
主要符号说明 (11)
1．化工原理课程设计任务书工艺条件：
设计要求：
2．概述与设计方案简介（填写正文内容）
3．设计条件及主要物性参数表（填写正文内容）
4．工艺设计计算（分章节详细列出）（填写正文内容）
5．辅助设备的计算和选型（如果有就填，没有则删除该部分内容）
6．设计结果汇总表：6．1 系统物料衡算表；（填写正文内容）
6．2 设备操作条件及结构尺寸一览表（填写正文内容）
7．设计评述（对设计的评价和设计体会）（填写正文内容）
8．工艺流程图和主要设备的工艺条件图（填写正文内容）
参考文献
主要符号说明（如果设计中使用了自定义的符号，则有必要解释说明）。

化工原理课程设计 (4)

化工原理课程设计（一）—碳八分离工段乙苯冷凝器学院：环境与化学工程学院专业班级：过控101指导教师：王卫京学生姓名:褚小林学号：10414003日期:2012年7月6日目录第一章概述及设计方案简述 (5)1.1化工原理课程设计的目的和要求 (5)1.2冷凝器的简介 (7)1.2.1 卧式壳程冷凝器 (7)1.2.2 卧式管程冷凝器 (9)1.2.3 立式壳程冷凝器 (11)1.2.4 管内向下流动的立式管程冷凝器 (13)1.2.5 向上流动的立式管程冷凝器 (13)1.3 设计方案简介 (14)第二章设计条件及主要物性参数 (16)2.1 设计条件 (16)2.2 主要物性参数 (17)22.2.1 原始物性数据 (17)2.2.2. 混合物物性计算公式 (18)2.2.3 混合物物性参数值如下 (19)第三章工艺设计计算 (20)3.1 估算传热面积 (20)3.1.1 热流量 (20)3.1.2 平均传热温差 (20)3.1.3 估算传热面积 (21)3.1.4 冷却水用量 (21)3.2 工艺结构尺寸 (21)3.2.1 管径和管内流速 (21)3.2.2 管程数和传热管束 (22)3.2.3 平均传热温差校正及壳程数 (23)3.2.4 传热排列 (24)3.2.5 管心矩 (24)3.2.6 管束的分成方法 (25)33.2.7 壳体内经 (26)3.2.8 折流板和支承板 (26)3.2.9 其他主要附件 (27)3.2.10 接管 (27)3.3 冷凝器核算 (28)3.3.1 热流量核算 (28)3.3.2 壁温的计算 (30)3.3.3 冷凝器内流体的流动阻力 (31)3.3.4 冷凝器主要结构尺寸和计算结果 (33)设计自我评述 (34)参考资料 (36)主要符号表 (37)附录 (41)4第一章概述及设计方案简述1.1化工原理课程设计的目的和要求化工原理课程设计可以培养化工类及其相关专业学生的实践能力，提高学生的工程实践能力、分析和解决工程实际问题的能力。

苯冷却器的课程设计

苯冷却器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握苯冷却器的基本结构、工作原理及其在工业中的应用。

2. 让学生了解并掌握苯冷却器相关的热力学知识，如热量传递、流体力学等。

3. 使学生能够运用所学知识，解释苯冷却器在实际操作过程中出现的问题，并提出合理的解决方案。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，进行苯冷却器的设计、计算和优化能力。

2. 培养学生通过实验、观察和数据分析等方法，解决实际工程问题的能力。

3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，展示学习成果。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对化学工程领域的兴趣，培养其探索精神和创新意识。

2. 培养学生具备环保意识，了解苯冷却器在节能减排方面的重要性。

3. 培养学生严谨、细致、负责的学习态度，为将来从事相关工作奠定基础。

本课程针对高中化学或物理学科的学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。

通过本课程的学习，学生将能够掌握苯冷却器相关知识，具备一定的工程实践能力，并形成积极的情感态度价值观。

为后续的教学设计和评估提供具体、可衡量的学习成果。

二、教学内容1. 苯冷却器的基本概念：包括苯冷却器的定义、分类、结构及其在化工生产中的应用。

教材章节：第三章《热交换器》第二节《冷却器》2. 热力学基础知识：热量传递的三种方式、流体力学基本原理。

教材章节：第二章《热力学基础》3. 苯冷却器的设计与计算：介绍苯冷却器的设计原理、计算方法和优化策略。

教材章节：第三章《热交换器》第三节《热交换器的计算与设计》4. 苯冷却器的实验与操作：组织学生进行苯冷却器实验，观察和记录实验数据，分析实验结果。

教材章节：第四章《实验与操作》5. 苯冷却器的实际应用案例分析：分析苯冷却器在工业生产中可能出现的问题及解决方案。

教材章节：第五章《化工设备案例分析》6. 团队协作与成果展示：组织学生分组讨论、设计苯冷却器方案，并进行成果展示。

教材章节：附录《团队协作与成果展示》根据课程目标，教学内容分为以上六个部分，确保科学性和系统性。

化工原理冷凝器课程设计说明书

第一章列管换热器设计概述1.1.换热器系统方案的确定进行换热器的设计,首先应根据工艺要求确定换热系统的流程方案并选用适当类型的换热器,确定所选换热器中流体的流动空间及流速等参数,同时计算完成给定生产任务所在地需的传热面积,并确定换热器的工艺尺寸且根据实际流体的腐蚀性确定换热器的材料,根据换热器内的压力来确定其壁厚｡1.1.1全塔流程的确定从塔底出来的釜液一部分进入再沸器再沸后回到精馏塔内,一部分进入到冷却器中｡为了节约能源,提高热量的利用率,采用原料液冷却塔底釜液,这样不仅冷却了釜液又加热了原料液,既可以减少预热原料所需要的热量,又可减少冷却水的消耗｡从冷却器出来的釜液直接储存,从冷却器出来的原料液再通往原料预热器预热到所需的温度｡塔顶蒸出的乙醇蒸汽通入塔顶全凝器进行冷凝,冷凝完的液体进入液体再分派器,其中的2/3回流到精馏塔内,另1/3进入冷却器中进行冷却,流出冷却器的液体直接储存作为产品卖掉｡1.1.2加热介质冷却介质的选择在换热过程中加热介质和冷却介质的选用应根据实际情况而定｡除应满足加热和冷却温度外,还应考虑来源方面,价格低廉,使用安全｡在化工生产中常用的加热剂有饱和水蒸气､导热油,冷却剂一般有水和盐水｡综合考虑,在本次设计中的换热器加热介质选择饱和水蒸气,冷却介质选择水｡1.1.3换热器类型的选择列管式换热器的结构简单､牢固,操作弹性大,应用材料广,历史悠久,设计资料完善,并已有系列化标准,特别是在高温､高压和大型换热设备中占绝对优势｡所以本次设计过程中的换热器都选用列管式换热器｡由于本次设计过程中所涉及的换热器的中冷热流体温差不大(小于70℃),各个换热器的工作压力在 1.6MP以下,都属于低压容器,因固定管板式换热器两端管板与壳体连在一起,这类换热器结构简单､价格低廉､管子里面易清洗,所以可选择列管式换热器中的固定管板式换热器｡1.1.4流体流动空间的选择哪一种流体流经换热器的管程,哪一种流体流经壳程,下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)｡(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子｡(2) 腐蚀性的流体宜走管内,以免壳体和管子同时受腐蚀,而且管子也便于清洗和检修｡(3) 压强高的流体宜走管内,以免壳体受压｡(4) 饱和蒸气宜走管间,以便于及时排除冷凝液,且蒸气较洁净,冷凝传热系数与流速关系不大｡(5) 被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用,以增强冷却效果｡(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壳程,且可采用多管程以增大流速｡(7) 粘度大的液体或流量较小的流体,宜走管间,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)下即可达到湍流,以提高对流传热系数｡在选择流体流径时,上述各点常不能同时兼顾,应视具体情况抓住主要矛盾,例如首先考虑流体的压强､防腐蚀及清洗等要求,然后再校核对流传热系数和压强降,以便作出较恰当的选择｡1.1.5流体流速的确定流体的流速对传热来说非常的重要,因为在滞留层的传热是一热传导为主,热传导的传热速率小于对流传热｡所以如果流速太小它形成的滞留层会很厚,会大大减小传热速率,又因如果流速太小杂质会在壁面沉积也会导致传热速率的下降,提高流体在换热器中的流速,可以增大对流体传热系数,减少污垢在管子表面上沉积的可能性,即降低了污垢热阻,使总传热系数增加,所需要传热面积减少,设备费用降低｡但是流速增加,流体阻力将相应加大,使操作费用增加｡所选择流速时应该综合考虑｡下表列出工业一般采用的流体流速范围｡1.1.6换热器材质选择在进行换热器设计时,换热器各种零､部件的材料,应根据设备的操作压力､操作温度｡流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等的要求来选取｡当然,最后还要考虑材料的经济合理性｡一般为了满足设备的操作压力和操作温度,即从设备的强度或刚度的角度来考虑,是比较容易达到的,但材料的耐腐蚀性能,有时往往成为一个复杂的问题｡在这方面考虑不周,选材不妥,不仅会影响换热器的使用寿命,而且也大大提高设备的成本｡至于材料的制造工艺性能,是与换热器的具体结构有着密切关系｡一般换热器常用的材料,有碳钢和不锈钢｡碳钢价格低,强度较高,对碱性介质的化学腐蚀比较稳定,很容易被酸腐蚀,在无耐腐蚀性要求的环境中应用是合理的｡如一般换热器用的普通无缝钢管,其常用的材料为10号和20号碳钢｡在本次设计中所涉及的换热器中的流体都是乙醇或水,不存在腐蚀性｡所以本次设计中的换热器的管材和壳材都选用碳钢｡1.1.7换热器壁厚的确定一般内压容器厚度由应满足刚度和压力的要求,本次设计中所用到的换热器内部压降都不太大,都属于常压容器,所以换热器的壁厚只要满足刚度要求即可｡1.2固定管板式换热器的结构1.2.1管程结构1.2.1.1换热器布置和排列间距常用换热管规格有ф19×2 mm,ф25×2.5 mm(碳钢10)｡小直径的管子可以承受更大的压力,而且管壁较薄;同时,对于相同的壳径,可排列较多的管子,因此单位体积的传热面积更大,单位传热面积的金属耗量更少｡所以,在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下,采用ф19mm×2mm直径的管子更为合理｡如果管程走的是易结垢的流体,则应常用较大直径的管子,有时采用ф38mm×2.5mm 或更大直径的管子｡这次用到的换热器的压力不大,换热器中流体没有腐蚀性,所以选择ф25×2.5 mm和ф19mm×2mm碳钢管｡换热管管板上的排列方式有正方形直列､正方形错列､三角形直列､三角形错列和同心圆排列,正三角形排列结构紧凑,传热效果好;正方形排列便于机械清洗;同心圆排列用于小壳径换热器,外圆管布管均匀,结构更为紧凑｡综合各种因素选择正三角形的排列方式｡1.2.1.2管子与管板连接方式的选择管板的作用是将受热管束连接在一起,并将管程和壳程的流体分隔开来｡管板与管子的连接可胀接,焊接和胀焊并用｡胀接法是利用胀管器将管子扩胀,产生显著的塑性变形,靠管子与管板间的挤压力达到密封紧固的目的｡胀接法一般用在管子为碳素钢,管板为碳素钢或低合金钢,设计压力不超过 4 MPa,设计温度不超过350℃的场合｡焊接法在高温高压条件下更能保证接头的严密性｡这次用到的换热器内流体温度不高,压力不大,所以选择胀接的方式连接管子和管板｡1.2.1.3壳程结构壳程内的结构,主要由折流板､支承板､纵向隔板､旁路挡板及缓冲板等元件组成｡由于各种换热器的工艺性能､使用的场合不同,壳程内对各种元件的设置形式亦不同,以此来满足设计的要求｡如当壳程走的是蒸汽时不安装折流板｡这次设计中的原料预热器和塔顶全凝器的壳程走的是蒸汽所以不安装折流板｡介质在壳程的流动方式有多种型式,单壳程型式应用最为普遍｡如壳侧传热膜系数远小于管侧,则可用纵向挡板分隔成双壳程型式｡1.3列管换热器的设计计算1.3.1换热器设计步骤1.了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能｡2.由热平衡计算传热量的大小,并确定第二种换热流体的用量｡3.决定流体通入的空间｡4.计算流体的定性温度,以确定流体的物性数据｡5.初算有效平均温差,一般先按逆流计算,然后再校核,并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则,决定壳程数｡6.选取经验的传热系数K值, 计算传热面积｡7.由系列标准选取换热器的基本参数｡所选换热器面积应为计算出的面积的1.1-1.25倍｡8. 核算压强降,校核传热系数,包括管程､壳程对流传热系数的计算｡假如核算的K值与原选的经验值比值在1.10~1.30之间,就不再进行校核;如果相不在这个范围,则需重新假设K值并重复上述6以下步骤｡1.3.2计算设计主要公式Q=KSΔtm式中 Q——传热速率(即热负荷),W;K——总传热系数,W/(m2.℃);S——与K值对应的换热器传热面积,m2;Δtm——平均温度差,℃｡1.3.2.1 热负荷(传热速率)Q无相变传热Q=WhCph(T 1-T 2)=WcCpc(t 2-t 1)相变传热(蒸汽冷凝且冷凝液在饱和温度下离开换热器) Q=Whr=WcCpc(t 2一t 1) 式中W ——流体的质量流量,kg/h;Cp ——流体的平均定压比热容,J/(kg·℃); T ——热流体的温度,℃; T ——冷流体的温度,℃;r ——饱和蒸气的冷凝潜热,kJ/kg ｡下标h 和c 分别表示热流体和冷流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口｡ 1.3.2.2平均温度差Δtm一侧恒温,逆流与并流的平均温差相等:两侧变温,错流和折流的平均温差用逆流平均温差校正: Φ△t ——温差校正系数,Φ△t=f (P,R),其中:1.3.2.3 总传热系数K初选换热器时,应根据所要设计的换热器的具体操作物流选取K 的经验数值,选定的K 的经验值为K 选｡确定了选用的换热器后,需要对换热器的总传热系数K 进行核算,总传热系数K 的计算按下列公式:oso m o i o si i i o o h R kd bd d d R d h d K 11++++⨯=式中 K ｡——基于换热器外表面积的总传热系数,w/((m 2.℃);h o ､h i ——分别为管外及管内的对流传热系数,w/(m 2·℃); R so ､R si —一分别为管外侧及管内侧表面上的污垢热阻,(m 2.℃)/w; d o ､d i ､d m ——分别为换热器列管的外径､内径及平均直径,m; b ——列管管壁厚度, m;1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆冷流体出进口温度差热流体进出口温度差度的差热流体与冷流体进口温冷流体进出口温度差=--==--=12211112t t T T R t T t t P 逆,m t m t t ∆=∆∆ϕk 一列管管壁的导热系数,w /(m ·℃)｡ 1.3.2.4对流传热系数(1)对于低粘度流体(μ小于或等于2倍常温水的粘度)nii ii nd k h Nu Pr Re 023.0Pr Re 023.08.08.0⨯⨯⨯==当流体被加热时,n=0.4 当流体被冷却时,n=0.3 式中:ρ､μ——分别为流体的密度和粘度,kg/m 3､Pa ·s;k ､Cp ——分别为流体的导热系数和比热容,w/(m ·℃)､J/kg •℃; u ——管内流速.m/s; d i ——列管内径,m ｡应用范围:Re>l0000,Pr=0.7-160,管长与管径之比L/d>60,若L/d<60可将1-10式算出的α乘以(1+ (d/L)0.7)特征尺寸:管内径d定性温度:取流体进､出口温度的算术平均值｡ (2)蒸汽在水平管束上冷凝时的冷凝传热系数若蒸汽在水平管束上冷凝,用下式计算冷凝传热系数:413232)(725.0td n gk r h o c o ∆⨯=μρ式中:k ——冷凝液的导热系数,w/(m ·℃); ρ——冷凝液的密度,kg/m3｡; μ——冷凝液的粘度,Pa ·s;γ——饱和蒸汽的冷凝潜热,kJ/kg;Δt ——蒸汽的饱和温度与壁温之差,Δt=t s -t w n c ——水平管束在垂直列上的管数;75.01775.0375.0275.0117321n n n n n n n n n c ++++++++=1.3.2.5流体压力降的计算式 (1)管程压力降()p s t i N N F P P P 21∆+∆=∆∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆222u P ρξ--∆1P 直管中因摩擦阻力引起的压力降Pa ; --∆2P 回弯管中因摩擦阻力引起的压力降,Pa;--t F 结垢校正系数,无因次,φ25×2.5mm 的换热管取1.4;φ19×2mm 的换热管取1.5;--S N 串联的壳程数;--p N 管程数｡ξ—— 阻力系数,列管换热器管内ξ=3 (2)壳程压力降()S s i N F P P P '2'1∆+∆=∆()225.3212'22'1o B o S c o u D z N P u N n Ff P ρρ ⎝⎛⎪⎭⎫-=∆+=∆ ()Nn R R f c e e o 1.123000.5228.0=>⨯=---∆'1P 流体横过管束的压力降Pa ;--∆'2P 流体流过折流挡板缺口的压力降Pa ;--s F 结垢校正系数,无因次,对液体,取1.15;对气体,取1.0; F —管子排列方式对压力降的校正系数:三角形排列F=0.5;正方形排列F=0.3;正方形错列F=0.4;--o f 壳程流体的摩擦系数; --c n 横过管束中心线的管数 z- -折流挡板间距,m; D- -壳体直径,m;--B N 折流挡板数目;--o u 按壳程流通面积S o 计算的流速,m/s ｡一般说来,流经列管式换热器允许的压强降,液体为10—100 kPa,气体为1—10 kPa 左右｡第二章换热器工艺计算2.1全塔物料恒算2.1.1全塔组成计算生产任务为年产2.7万吨,组成不低于92%的乙醇｡原料液为50%的乙醇溶液,釜残液为0.5%的乙醇溶液｡以摩尔流量为基准进行物料衡算(生产期为一年300天,一天24小时连续运行)｡已知乙醇的摩尔质量为46g/mol,水的摩尔质量为18g/mol｡则全塔组成为:原料液:M塔顶馏岀液:釜残液:塔顶产量:则根据:可得: W=48.95215mol/sF=74.41515mol/s精馏系统的回流比为:R=3塔顶蒸汽泡点回流:q=1=125.341mol/s=125.341mol/s综上所述,转化为质量流量为F=1.92550kg/sD=1.04167kg/sV=3.12500kg/sW=0.88384kg/sL=2.08333kg/s2.1.2塔底冷却器计算原料液首先通过塔底冷却器进行预热,进行原料液的回收利用｡设0.5%乙醇由99.3冷却到35,则可查得各个温度下元液定性温度的比热,利用试差法求出原料液可预热的温度｡查得:原料液的定性温度为:其比热为:4.18kJ/kg即 0.88384查得 5320℃时即原料液通过塔釜可预热到53即2.2预热器工艺设计2.2.1.设计任务和条件2.2.1.1设计任务处理能力:将1.9255kg/s的50%的乙醇溶液由53℃预热到81.9℃｡设备形式:列管式换热器｡热流体的进出口温度都是120℃,原料液的进口温度是53℃,出口温度为81.9℃｡由于换热器中两流体温度差不大,壳程压力较小,故可选择固定管板式换热器｡2.2.1.2操作条件预热器是把经过塔底冷却器已被加热到53℃的原料液预热到泡点81.9℃,采用120℃的饱和蒸汽进行加热｡2.2.1.3设计要求选择适宜的列管换热器并进行核算｡2.2.2设计计算2.2.2.1确定流体流动空间设计任务的热流体为水蒸汽,冷流体为原料液乙醇,为使原料液出口温度达到泡点,令蒸汽走壳程,原料液走管程｡由于蒸汽比较干净不易结垢,所以蒸汽走壳程以便于及时排除冷凝液,原料液中可能含有杂质､易结垢,所以原料液走管程便于清洗管子｡因碳钢管价格低强度好,预热器中的流体没有腐蚀性,所以选用碳钢管｡2.2.2.2确定流体物性数据50%乙醇溶液定性温度:67.45℃水蒸气定性温度:120℃查得的物性参数为:名称密度ρ定压比热Cp 导热系k 粘度μ汽化热rKg/KJ/(Kg·℃) W/(m·℃) Pa·s KJ/Kg加热蒸汽 1.121 2.10 0.0275 2.42205.2冷凝水943.10 4.24 0.6862 —原料液853.24 4.170.3280—预热器的工艺计算备注(1)热负荷计算水蒸气流量:(2)计算有效平均温度差加热蒸汽T: 120 ℃120℃原料液t: 81.9 ℃53℃Δt 38.1 ℃67℃(3)选取经验传热系数K值根据管程走乙醇溶液,壳程走水蒸气,总传热系数K=580~2910 W/(m2·℃),暂取K=720 W/(m2·℃)｡(4)估算换热面积(5)初选换热器规格由于两流体温差大于50℃,可选用带有热膨胀节的固定管板式换热器,初选换热器型号为:JB/T4715—92主要参数如下:外壳直径273mm 公称压力 2.50MPa公称面积 6.4 m2管子尺寸φ19×2管子数56 管长2000mm管中心距25 mm 管程数Np 2管子排列方式正三角形管程流通面积0.0049 m2实际换热面积:S0=nπd0(L-0.06)=56×3.14×0.019×(2-0.1)=6.35 m2采用此换热面积的换热器,则要求过程的总传热系数为: Wc=F=1.9255kg/s Q=232048 W采取逆流流动, 提高传热效果122211tTttTt-=∆-=∆根据所需换热面积,选择适宜的换热器｡一般说来,流经列(6)核算压降①管程压强降∑ΔP i=(ΔP1+ΔP2)Ft·Ns·Np 其中Ft=1.5,Ns=1,Np=2管程流速对于碳钢管,取相对粗糙度ε=0.1,0.10.006715idε==由λ-Re关系图查得,λ=0.039=(471.46+271.99)×1.5×1×2=2230.35Pa(<50 KPa)②壳程压强降管式换热器允许的压强降,液体为10-100kpa,气体为1-10kpa左右｡列管换热器内阻力系数为3｡其中Fs=1.0,Ns=1管子为正三角形排列 F=0.5壳程流通面积 222220.273560.0190.04264444o o A D n d m ππππ=⋅-⋅⋅=⋅-⋅⋅=壳程流速而=0.51=9.92Pa(<10 KPa)计算结果表明,管程和壳程的压降均能满足条件 (7) 核算总传热系数①管程对流传热系数13672()由于水蒸气汽化热比较大,原料液已经过塔釜残液预热｡因此流量较小,从而使压降较小｡雷诺数越大,流体湍动程度越大,导热效果越好｡壳程气体冷凝为液膜,大大影响了流体间的换热效果｡因此,计算壳程传热系数需用冷凝液的物性参数进行计算｡0.023=2020.09②壳程对流传热系数=0.725=11717.61③污垢热阻查书附录有Rsi=1.7197⨯410-(m2·℃)/W Rso=1.7197⨯410-(m2·℃)/W④总传热系数K=则故所选的换热器是合适的,安全系数为(8)核算面积一般在1.10-1.25之间,否则需另选K值｡管程出口接管也可选用此标准管径｡则故所选换热器合适,面积裕量为:选择结果:选用带有热膨胀节的固定管板式换热器,型号:JB/T4715—92｡(9)预热器的接管选择 ①管程进口接管选择换热器的接管选择时,对于液体来说速度一般在1-3m/s ｡由于管程流体为原料液,则进出口接管相同,取进口速度为u=2.0m/s则由24i V d u π=⋅⋅,可得:根据规格选取标准管径则可知,所选管径适合｡②壳程进口接管的选择换热器的接管选择时,对于气体来说速度一般为10-30m/s ｡由于壳程为水蒸气,则取进口速度为u=25 m/s ｡则由24i V d u π=⋅⋅,可得:根据规格选取标准管径则可知,所选的管径合适｡③壳程出口接管的选择壳程出口为冷凝液则取进口速度为u=1.5 m/s 可得:根据规格选取标准管径则可知,所选管径适合2.3全凝器工艺设计2.3.1设计任务和条件2.3.1.1设计任务处理能力:冷凝3.125Kg/s的92%的乙醇溶液｡设备形式:列管式换热器｡由于热流体进出口温度都为78.3,冷流体进口温度15,出口温度为35｡冷热流体温度差异不大,壳程压降较小,因此可以采用固定管板式换热器｡2.3.1.2操作条件92%乙醇:冷凝温度78.3冷凝液于饱和温度下离开冷凝器｡冷却介质:水｡入口温度15,设定出口温度35｡允许压降:液体10-100kPa,气体1-10kPa｡2.3.1.3设计要求选择适宜的列管换热器并进行核算｡2.3.2.设计计算此为一侧流体恒温的列管式换热器设计｡2.3.2.1确定流体流动空间冷却水走管程,乙醇蒸汽走壳程｡由于蒸汽比较干净不易结垢,乙醇蒸汽通过壳壁面向空气中散热,提高冷凝效果的同时可以及时排除冷凝液｡原料液中可能含有杂质､易结垢,所以原料液走管程便于清洗管子｡因碳钢管价格低强度好,预热器中的流体没有腐蚀性,所以选用碳钢管｡2.3.2.2确定流体物性数据水的定性温度: 25℃92%乙醇定性温度:78.3℃根据定性温度查得的物性参数为:名称密度ρKg/定压比热CpKJ/(Kg·℃)导热系kW/(m·℃)粘度μPa·s汽化热rKJ/Kg乙醇蒸汽 1.4040 —— 1.052—饱和乙醇750 4.24 0.1780 992液体水996.95 4.17850.6072—冷凝器的工艺计算备注(1)热负荷计算Q h = V ·r = 3.125 3.100×106 W冷却水耗量 Wc=hp Q C t⋅∆=(2)计算有效平均温度差92%乙醇蒸汽 T:78.3 ℃ 78.3℃ 水 t: 35 ℃ 15℃ Δt 43.3 ℃ 63.3℃(3)选取经验传热系数K 值根据管程走水溶液,壳程走乙醇蒸气,总传热系数K=470~815 W/(m 2·℃),暂取K=750W/(m 2·℃) (4)估算换热面积(5)初选换热器规格由于两流体温差大于50℃,可选用带有热膨胀节的固定管板式换热器,初选换热器型号为:JB/T4715—92主要参数如下: 外壳直径 600mm 公称压力 2.50MPa公称面积 80.1m 2 管子尺寸 φ25×2.5 管子数 232 管长 4500mm 管中心距 32 mm 管程数Np 2 管子排列方式正三角形管程流通面积0.0364 m 2实际换热面积:S 0=n πd 0(L-0.06)=232×3.14×0.025×(4.5-0.1)=80.13 m 2 采用此换热面积的换热器,则要求过程的总传热系数为:Q=3100000 W采取逆流流动,提高传热效果122211t T t t T t -=∆-=∆根据所需换热面积,选择适宜的换热器｡(6)核算压降①管程压强降∑ΔP i=(ΔP1+ΔP2)Ft·Ns·Np其中Ft=1.4,Ns=1,Np=2管程流速对于碳钢管,取相对粗糙度ε=0.1,由λ-Re关系图查得,λ=0.035=(4100.00+1561.95×1.4×1×2=15852.00Pa(<50 KPa)②壳程压强降其中Fs=1.0,Ns=1,管子为正三角形排列F=0.5取折流挡板间距z=0.4 ,0.150.6,1=10.25 一般说来,流经列管式换热器允许的压强降,液体为10-100kpa,气体为1-10kpa 左右｡列管换热器内阻力系数为3｡增加折流挡板可以加大流体流速并提高湍动程度,致使壳程对流传热系数提高｡壳程流通面积壳程流速=0.5=10.25(3.5 2)= 1549.68Pa=4606.84Pa(<10 KPa)计算结果表明,管程和壳程的压降均能满足条件｡(7)核算总传热系数①管程对流传热系数228940.023雷诺数越大,流体湍动程度越大,导热效果越好｡壳程气体冷凝为液膜,大大影响了流体间的换热效果｡因此,计算壳程传热系数需用冷凝液的物性参数进行计算｡=4467.59②壳程对流传热系数=0.725=2167.48③污垢热阻查书附录有:Rsi=1.7197⨯410-(m2·℃)/W Rso=1.7197⨯410-(m2·℃)/W④总传热系数K=则故所选的换热器是合适的,安全系数为(8)核算面积则一般在1.10-1.25之间,否则需另选K值｡故所选换热器合适,面积裕量为:选择结果:选用带有热膨胀节的固定管板式换热器,型号:JB/T4715—92 (8)全凝器的接管选择①管程进口接管选择换热器的接管选择时,对于液体来说速度一般在1-3m/s ｡由于管程流体为原料液,则进出口接管相同,取进口速度为u=2.0m/s则由24i V d u π=⋅⋅,可得:根据规格选取标准管径:则可知,所选管径适合｡②壳程进口接管的选择换热器的接管选择时,对于气体来说速度一般为10-30m/s ｡由于壳程为水蒸气,则取进口速度为u=30 m/s ｡则由24i V d u π=⋅⋅,可得:根据规格选取标准管径则可知,所选的管径合适｡③壳程出口接管的选择壳程出口为冷凝液则取进口速度为u=2.0 m/s, 可得:根据规格选取标准管径:则可知,所选管径适合｡2.4.1离心泵的体积流量计算查得原料液的物性参数为:4.306Pa s2.4.1根据伯努利方程式,计算泵的压头已知原料液的输送高度为20m,管路总长100m｡根据工艺流程图可知其中有7个弯头,3个阀门,根据预热器接管计算,可知输送管为的不锈钢管｡原料液储罐内液面恒定,上方表压为101.3kpa,精馏塔进料口处塔内表压为121.0kpa｡以储罐液面为水平基准面:式中:,m/s,｡而 2.09m/s①直管阻力损失:雷诺数:对于碳钢管,取相对粗糙度ε=0.1,由λ-Re关系图查得,λ=0.027｡∑=0.027=16.25m②局部阻力损失:7个弯头:Le=7 1.5=10.5m2个截止阀:Le=215=30m1个标准阀:由工艺流程图确定弯头与阀门数目｡)=7.92m③冷却器阻力损失:④预热器阻力损失:则==16.25+7.92+4.06+0.27=28.5m=20+=51.076m由于原料液密度小于水的密度,所以不需要核算轴功率｡因此,所需泵的流量为,扬程为51.076m｡由于离心泵输送的是50%乙醇溶液,应该选用油泵｡则根据Y型离心油泵性能表可知:型号:50Y-60离心泵的主要参数转速n/(r/min)流量Q/( m3/h)扬程H/m效率η/%轴功率kw(NPSH)rm2950 12.5 60 35 5.95 3.03.1换热器设计结果3.1.1原料预热器主要结构尺寸和计算结果3.1.2塔顶全凝器主要结构尺寸和计算结果设计心得课程设计是我们专业课程知识的综合训练,是课本知识的一个升华｡通过课程设计,我们综合运用自己所学的专业知识与生产实际｡同时锻炼了自己独立工作的能力｡对我们是一个很大的锻炼与提高｡在课设过程中,我深刻感受到了书本知识在现实面前是那么地暗淡无光｡自己在设计过程中不仅需要遵守化工原理的思路与方法,而且设计需要与实际相结合,根据现实情况选择泵､换热器､是否需要热膨胀节等等问题｡同时,我还明白了做学问必须严格谨慎,不怕吃苦｡我们在换热器计算过程中需要不断校核换热系数,这不仅锻炼了我们的耐心,而且帮助我们思考问题,怎么样才能快速选出自己需要的换热器｡还有本次课程设计的过程中,我们积极查阅各种各种资料,这对我们设计与学习帮助很大｡作为一名化工专业大三的学生,我觉得能够做这样的课设设计师十分有意义的｡在已度过的三年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课,我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去面对现实中的各种化工设备的机械设计?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台｡短短的两周课程设计,使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏,综合应用所学的专业知识能力的不足｡做学问过程中非常浮躁,这都是我今后需要克服与改正的问题｡相信此次设计训练对自己的今后工作都会有一定的帮助｡最后,在此感谢老师给予我们的帮助,给予我们这次锻炼的宝贵机会｡参考文献[1]柴诚敬,张国亮主编.化工流体流动与传热.化学工业出版社.2007年.。

化工原理课程设计---苯-甲苯冷凝器工艺设计（2）.

化工原理课程设计化工原理课程设计课程设计（论文）题目名称苯-甲苯冷凝器工艺设计甲苯冷凝器工艺设计课程名称化工原理化工原理学生姓名学号 1040902015系、专、专业生化系2010级化学工程与工艺级化学工程与工艺指导教师胡建明胡建明2013年 1 月 4 日目录一、课程设计任务书一、课程设计任务书 …………………………………………………………………………………………………………………… 3 二、概述二、概述 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………5 三、设计依据三、设计依据 ..............................................................................8 四、工艺设计计算四、工艺设计计算 (8)五、物料衡算五、物料衡算 ……………………………………………………………………………………………………………………………………8 2.1 精馏塔物料衡算精馏塔物料衡算 ……………………………………………………………………………………………………………………8 2.2 冷凝器物料衡算冷凝器物料衡算 ……………………………………………………………………………………………………………… 9 六、热量衡算六、热量衡算 ……………………………………………………………………………………………………………………………………11 3.1 冷凝器热量衡算冷凝器热量衡算 ……………………………………………………………………………………………………………………11 七、设备设计与选型设备设计与选型 …………………………………………………………………………………………………………………… 14 八、设备设计 …………………………………………………………………………………………………………………………………………14 1、流体流径选择………………………………………………………………流体流径选择……………………………………………………………… 14 2、冷凝器热负荷………………………………………………………………冷凝器热负荷………………………………………………………………14 3、流体两端温度的确定...............................................................流体两端温度的确定............................................................... 14 4、总传热系数...........................................................................总传热系数........................................................................... 14 5、换热面积..............................................................................换热面积.............................................................................. 14 6、初选管程及单管长度...............................................................初选管程及单管长度............................................................... 14 7、筒体直径计算........................................................................筒体直径计算........................................................................ 15 8、数据核算..............................................................................15 九、设备选型 ..............................................................................19 十、总结.......................................................................................25 十一、参考文献 (26)十二、致谢…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 27 十三、附工程图纸………………………………………………………………………………………………………………………………2810级化学工程专业《化工原理》课程设计任务书设计课题：苯设计课题：苯--甲苯精馏装置进料冷凝器设计甲苯精馏装置进料冷凝器设计一、设计条件1、年产苯：、年产苯：7000070000吨2、产品苯组成：、产品苯组成：C C 6H 699.5% (质量分数，下同质量分数，下同质量分数，下同) ) 、C 6H 5 -CH 30.5%3、原料液为常温液体；原料组成：、原料液为常温液体；原料组成：C C 6H 6 70% , C 6H 5 -CH 3 3 30%4、分离要求：塔釜苯含量≤、分离要求：塔釜苯含量≤0.5% 0.5%二、设计内容1、物料衡算（精馏塔、冷凝器）、物料衡算（精馏塔、冷凝器）2、热量衡算（冷凝器）、热量衡算（冷凝器）3、冷凝器热负荷计算、冷凝器热负荷计算4、冷凝器换热面积计算、冷凝器换热面积计算5、冷凝器结构、材质选择、冷凝器结构、材质选择6、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等7、冷凝器总传热系数的校核、冷凝器总传热系数的校核8、冷凝器装配图的绘制、冷凝器装配图的绘制三、设计要求1、设计方案简介、设计方案简介对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。

《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器) )资料

蒸馏的基本原理是将液体混合物部分汽化、部分冷凝，利用其中个组分挥发度不同而将其分离。

其本质是液、汽相间的质量传递和热量传递。

为使分离彻底，以获得较纯的产品，工业生产中常采用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法——精馏。

精馏过程通常是在塔设备内完成的。

预热器、冷凝器、再沸器是精馏过程必不可少的设备。

它们承担着将物料预热、气化、冷凝等重要任务。

而固定管板式换热器更是因其具有工艺简单、造价低廉、工艺设计成熟、热效率较高等优点而得到广泛的应用，尤其在很多大工业生产中。

纯苯液体冷却器化工原理课程设计

前言化工原理是在研究化学工业共性的基础上发展起来的。

本课程属于技术基础课程，主要研究化工生产中的物理加工过程，按其操作原理的共性归纳成若干个“单元操作”，研究对象由过程和设备两部分组成。

化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是完成以单元操作为主的一次设计实践。

通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中可培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。

本课程是化工原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。

换热器按照结构形式可分为：固定管板式换热器、浮头式换热器；U形管换热器；填料函式换热器。

固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。

由于其结构简单，运用比较广泛,是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。

在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%-45%。

随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。

目录目录 (2)第一章化工原理课程设计任务书 (3)1.1 设计题目：纯苯液体冷却器 (3)1.2 设计条件 (3)1.3 设计内容 (3)第二章固定管板式换热器简述 (5)2.1 固定管板式换热器概述 (5)第三章纯苯液体冷却器设计内容 (6)3.1 确定设计方案 (6)3.2 估算传热面积......................................................... 错误!未定义书签。

3.3 工艺结构尺寸 (8)3.4 换热器计算校核 (10)3.5换热器相关设备的选用 (13)3.6 换热器主要结构尺寸和计算结果......................... 错误!未定义书签。

化工原理课程设计冷凝器的设计

化工原理课程设计冷凝器的设计化工原理课程设计设计题目：6000t乙醇水分离精馏塔冷凝器的设计指导教师：郝媛媛设计者：韦柳敏学号： 1149402102 班级：食品本111班专业：食品科学与工程设计时间： 2014年6月15日目录1.设计任务书及操作条件 (2)设计任务 (2)设计要求 (2)设计步骤 (2)设计原则 (3)2.设计方案简介 (3)3．工艺设计及计算 0确定设计方案 0确定定性温度、物性数据并选择列管式换热器形式 (1)计算总传热系数 (1)工艺结构尺寸 (3)4.换热器的核算 (7)热量核算 (7)传热面积 (8)换热器内流体的流动阻力 (8)设计结果一览表 (9)5．主要符号说明 (11)6.设计的评述 (13)1.设计任务书及操作条件设计任务：1)生产能力：833.33kg/h2)乙醇从78.23℃降到40℃3)冷却水进口：30℃4)冷却水出口：40℃设计要求：1)设计一个固定管板式换热器2)设计内容要包含a)热力设计b)流动设计c)结构设计d)强度设计设计步骤1)根据换热任务和有关要求确定设计方案2)初步确定换热器的结构和尺寸3)核算换热器的传热面积和流体阻力4)确定换热器的工艺结构设计原则1)传热系数较小的一个，应流动空间较大，使传热面两侧的传热系数接近2)换热器减少热损失3)管、壳程的决定应做到便于除垢和修理，以保证运行的可靠性4)应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力。

从这个角度来讲，顺流式就优于逆流式5)对于有毒的介质，必使其不泄露，应特别注意其密封性，密封不仅要可靠，而且应要求方便及简洁6)应尽量避免采用贵金属，以降低成本2.设计方案简介根据任务书给定的的冷热流体的温度，来选择设计一个合适的列管式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。

从手册中查得冷热流体的物性数据，计算出总传热系数，再计算出传热面积。

根据管径管内流速，确定传热管数，算出传热管程，传热管总根数等等。

粗苯冷却换热器设计方案

粗苯冷却换热器第一章前言换热器,也称热交换器,用以不同温度流体间进行换热的设备在石油，化工工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体，这些过程均可通过换热设备来完成。

换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一。

其正确的设备，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性，经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有十分重要的影响。

换热器的名称由于其作用、特征及工业部门的习惯不同，而多种多样。

例如，以其作用命名的如蒸气过热器，是把蒸气加热到一定的过热状态的换热器，水冷却塔，是用空气冷却热水的换热器等，以其结构特征命名的如套管式换热器，板翅式换热器等；同时反映其结构和作用的如管壳式油水换热器，管式空气预热器等。

进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。

列管式换热器在工业上的应用已有较长的历史了。

目前仍作为一种传统的典型换热器设备在各工业部门中被大量采用，并占据主要地区。

由于列管式换热器容易制造，可供选择的材料围较广，换热表面清洗方便，适应性强，处理能力大，特别是能应用在高温、高压下工作，所以它能在近代出现的各种新型、高效和紧凑换热器的竞相发展中，得以继续存在。

它在长期使用中得到不断改进，其结构已比较完善。

目前国外在加速研究和发展各种新型换热器的同时，仍在大量生产和使用列管式换热器，并对其继续进行研究。

因此可以预料，今后它仍将是各工业部门中重要的换热设备，并且是高温、高压和大量换热器的主要形式。

本设计是从列管式换热器中选取一种的实现粗苯的冷却,因此必须了解此换热器的特点,根据工艺需要及计算数据选用合适的类型,运用传热的基础原理,合理确定换热器的管程,确定换热器的传播面积,结构尺寸及校核压力降,而对于已有系列化标准的换热器,则需通过必要计算来选用.在化工生产中所使用的换热器种类和形式很多，但完善的换热设备至少应满足下列因素：1、保证达到工艺所规定的换热条件，要考虑到传热量、操作参数（如温度、压力和流量等）、流体的物理化学性质（如密度、粘度、导热系数、比热和物态等）以及流体的腐蚀性等。

化工原理课程设计粗苯冷却器的工艺设计生产的目的

化工原理课程设计粗苯冷却器的工艺设计生产的目的化工原理课程设计-粗苯冷却器的工艺设计化工原理是研究化学工程及其过程的基础学科，是化学、机械、控制等多个学科综合的知识体系。

在化工原理课程设计中，需要掌握化工过程的基本原理及其工艺流程，实现对化工产品的生产、加工、运输等过程的有效控制。

本文将围绕化工原理课程设计，以粗苯冷却器的工艺设计为例，探讨化工原理课程设计对于实际工作的指导意义。

一、粗苯冷却器的工艺设计目的粗苯冷却器是精制过程中必不可少的设备之一，其主要作用是将高温的粗苯冷却降温，提高石脑油的收率和品质。

粗苯冷却器的设计旨在保证石脑油生产工艺的顺利进行，同时尽可能降低生产成本。

因此，该工艺设计需要具备以下几个方面的目的：1.实现粗苯冷却的控制粗苯冷却器是一个重要的控制节点，决定了石脑油的品质和收率。

因此，粗苯冷却器的设计需要实现对冷却的精确控制，以确保产品品质稳定。

2.提高冷却效率粗苯冷却器的冷却效率越高，石脑油的收率和品质就越高。

因此，工艺设计需要优化冷却器的结构，提高冷却效率。

3.降低生产成本随着市场竞争的日益激烈，企业需要不断寻求降低生产成本的方法。

因此，在粗苯冷却器的工艺设计过程中，需要考虑生产成本，寻找最佳的制冷方式和材料，以达到节约能源、降低成本的目的。

二、粗苯冷却器的工艺设计内容粗苯冷却器的工艺设计内容主要包括制冷方式的选择、冷却器的结构设计、材料的选择、热力学计算等方面。

1.制冷方式的选择在粗苯冷却器的制冷方式中，一般分为直接冷却和间接冷却两种方式。

直接冷却的方式可以通过喷淋水、冷却剂等实现，其优点是冷却效率高，但是成本相对较高。

间接冷却的方式可以通过管道输送冷却剂实现，其优点是成本低但冷却效率较低。

因此，在选择制冷方式时，需要综合考虑冷却效率和成本两个方面的因素。

2.冷却器的结构设计粗苯冷却器的结构设计是实现工艺目的的重要保障。

通常情况下，冷却器的结构可分为等流、逆流和换热器等多种形式。

粗苯冷却器课程设计

粗苯冷却器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解粗苯冷却器的基本结构及其工作原理；2. 学生能掌握热交换过程中热量传递的基本方式，并运用相关公式进行简单计算；3. 学生能了解粗苯冷却器在化工生产中的应用及其重要性。

技能目标：1. 学生能通过实际操作，掌握粗苯冷却器的操作流程和注意事项；2. 学生能运用所学知识，分析并解决粗苯冷却器在实际运行中可能出现的简单问题；3. 学生能通过团队合作，设计简单的冷却系统，提高实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习粗苯冷却器相关知识，培养对化工设备的兴趣和热情；2. 学生在学习过程中，增强环保意识，认识到冷却器在节能降耗方面的作用；3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力，提高自身综合素质。

课程性质：本课程为化工设备课程的一部分，侧重于实际操作和问题分析。

学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和化学基础知识，对实际操作具有较高兴趣。

教学要求：结合学生特点，采用讲授、实践和小组合作等教学方式，注重理论知识与实际操作的紧密结合，提高学生的综合应用能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，为我国化工产业培养具备实际操作能力的优秀人才。

二、教学内容1. 粗苯冷却器的基本结构：介绍冷却器的主要组成部分，包括壳体、管束、冷却介质等，结合教材第3章第2节内容，让学生理解各部分的作用及相互关系。

2. 工作原理：讲解热交换过程中热量传递的原理，包括对流、导热和辐射，参考教材第3章第3节，让学生掌握冷却器的工作原理。

3. 热量传递计算：教授热交换过程中的热量传递计算方法，运用教材第4章第1节的相关公式，培养学生进行简单计算的能力。

4. 粗苯冷却器的操作流程与注意事项：结合教材第5章第2节，让学生了解实际操作步骤，强调操作中的安全与注意事项。

5. 实际应用与案例分析：分析粗苯冷却器在化工生产中的应用，选取教材第6章第3节的案例，让学生了解冷却器在节能降耗方面的作用。