课程设计之换热器-2015 (1)
化工原理课程设计换热器
化工原理课程设计换热器
换热器设计是化工原理课程设计中一个重要的部分。
下面将为您介绍步骤和注意事项。
一、设计步骤：
1. 确定换热器类型：根据工艺要求及介质性质，选择适合的换热器类型，如管壳式、板式、螺旋板式等。
2. 估算传热系数：根据换热器类型、流体类型、流量、温度等因素，估算出传热系数。
3. 计算传热面积：根据所需传热量和传热系数，计算指定温度下需求的传热面积。
4. 选择换热器管径及壳体规格：根据所需传热面积和换热器类型，选择合适的换热器管径及壳体规格。
5. 设计热损失：根据换热器使用环境，计算换热器热损失量，以确保能量转化的高效。
6. 设计流路：结合工艺流程及介质性质，确定换热器内部介质的流路和流速，
以确保传热效率。
二、注意事项：
1. 选用合适的换热器类型，以确保传热效率和占用空间的合理性。
2. 估算传热系数要考虑介质性质、流量、温度等因素，更加科学地估算传热系数。
3. 所需传热面积要根据实际需要，同时结合换热器的大小、材质等因素做出合理的选择。
4. 选择换热器管径及壳体规格要遵循一定的社会标准及安全规范，以确保换热器使用的稳定性和安全性。
5. 设计热损失要考虑换热器使用环境，以确保能量转化的高效。
同时，必须符合国家有关规定。
化工原理课程设计换热器
化工原理课程设计换热器本文主要介绍化工原理课程设计中涉及到的换热器的相关知识和设计思路。
换热器是化工工业中常用的设备之一，其主要功能是通过传导、对流和辐射的方式实现热量的传递，从而将一个流体的热量传递给另一个流体。
因此，在化工原理课程设计中涉及到换热器的设计，既需要考虑流体的物理性质，也需要考虑热力学参数的影响。
换热器的类型繁多，按照传热方式的不同可分为对流式换热器和辐射式换热器。
常用的对流式换热器包括管壳式换热器、板式换热器和螺旋式换热器等。
在换热器的设计中，需要首先确定换热器所要实现的传热方式和工作条件，如流体流速、进出口温度和压力等。
接下来需要考虑的问题是如何选择合适的材料以满足流体的物理性质和热力学参数的要求。
在化工原理课程设计中，换热器的设计重点之一是热力学计算。
为了实现对流体的热量传递，需要考虑流体的传热系数。
传热系数与流体的物理性质密切相关，包括流体的密度、比热、粘度和导热系数等。
通过对这些参数的测量和分析，可以计算出传热系数，并进而确定换热器的传热效率。
另外，在化工原理课程设计中，换热器的设计还需要考虑到换热器的尺寸、材料和结构等方面的问题。
尺寸的设计需要考虑工作流体的容积和流速等因素，以保证换热器的实现效率和安全性。
材料选择需要考虑到流体的化学性质，以避免流体与材料发生反应和腐蚀。
结构设计需要兼顾容易清洗、拆卸和维护的要求，以方便日常运行和维护。
总之，在化工原理课程设计中，换热器的设计是一个系统性的工程，包括物理学、化学和工程学等多个学科领域的综合运用。
只有充分理解流体的物理性质和热力学参数，才能做出合理的设计并实现高效的换热效果。
同时，还需要考虑到实际工程的应用需求，以满足生产的需要和安全的要求。
换热器课程设计文档
换热器课程设计文档一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握换热器的基本原理、类型、结构和计算方法，能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：（1）掌握换热器的基本原理和作用；（2）了解不同类型的换热器及其特点；（3）熟悉换热器的结构组成和计算方法。
2.技能目标：（1）能够分析实际工程中的换热问题，并选择合适的换热器；（2）能够运用换热器计算方法，准确计算换热器的性能参数；（3）具备一定的创新能力和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对能源工程领域的兴趣和热情；（2）培养学生严谨的科学态度和团队协作精神；（3）培养学生关注环保、节能和可持续发展意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.换热器的基本原理：介绍换热器的工作原理、热传递方式及换热效果的影响因素。
2.换热器的类型：分类介绍不同类型的换热器，如管式换热器、板式换热器、壳管式换热器等，并分析其优缺点。
3.换热器的结构组成：详细讲解换热器的主要组成部分，如壳体、管束、换热管、支架等，以及它们的作用和选型依据。
4.换热器计算方法：介绍换热器的传热计算、阻力计算和面积计算等方面的方法。
5.换热器在实际工程中的应用：分析换热器在能源、化工、环保等领域的应用案例，培养学生解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握换热器的基本原理、类型和计算方法。
2.案例分析法：分析实际工程中的换热器应用案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对换热器结构和工作原理的理解。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
换热器结构原理课程设计
换热器结构原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握换热器的基本结构及其工作原理，理解不同类型换热器的特点与应用场景。
2. 使学生了解换热过程中的热量传递机制，包括传导、对流和辐射。
3. 帮助学生理解换热器在设计过程中涉及的参数计算，如传热系数、温差、流体流量等。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析实际换热器案例，提出优化方案的能力。
2. 让学生掌握换热器设计的基本方法和步骤，具备一定的换热器选型、设计和计算能力。
3. 培养学生运用专业软件或工具进行换热器性能模拟和优化的技能。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对换热器及热交换技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生关注能源利用和环境保护，认识到换热器在节能减排中的重要作用。
3. 培养学生的团队协作意识和沟通能力，使其在换热器设计过程中能够与他人有效合作。
本课程针对高年级学生，结合换热器结构原理的学科特点，强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
课程目标旨在让学生掌握换热器相关知识，提升其专业技能，同时培养其情感态度价值观，为今后的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 换热器基本概念：介绍换热器的定义、分类及用途，分析各类换热器的工作原理和结构特点。
教材章节：第一章 换热器概述2. 热量传递机制：讲解传导、对流和辐射三种热量传递方式在换热过程中的作用和计算方法。
教材章节：第二章 热量传递基础3. 换热器设计参数：阐述换热器设计中所涉及的主要参数，如传热系数、温差、流体流量等，并进行相关计算。
教材章节：第三章 换热器设计参数及计算4. 换热器选型与设计：介绍换热器选型原则、设计方法和步骤，结合实际案例进行分析。
教材章节：第四章 换热器选型与设计5. 换热器性能模拟与优化：教授学生运用专业软件或工具对换热器性能进行模拟和优化，提高换热效率。
教材章节：第五章 换热器性能模拟与优化6. 换热器在实际工程中的应用：分析换热器在能源、化工、环保等领域的应用案例，探讨换热技术的现状与发展趋势。
化工原理(换热器)课程设计
可依据传热管内径和流速确定单程传热管数：
=
按单程管计算，所需的传热管长度为：
= m
按单程管设计，传热管偏长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情况，采用国家标准设计，取传热管长 ，则该换热器的管程数为：
=
传热管总根数： = =
3.传热温差校平均正及壳程数
平均温差校正系数：
=
=
按单壳程，双管程结构，根据《化工原理课程设计》上册，图5-19[1] [2]采用外推法，得：
8.其他附件
拉杆数量与直径选取，本换热器壳体内径为1200mm，故其拉杆直径大小为Ф12拉杆数量12，壳程入口处，应设置防冲挡板。
（5）换热器核算
1.热流量核算
①壳程表面传热膜系数
用克恩法计算[3] [5]：
当量直径
=
壳程流通截面积：
壳程流体流速及其雷诺数分别为：
普朗特数：
粘度校正：
②管程表面传热膜系数：
流体流经管束的阻力
= = =0.339
=
流体流过折流板缺口的阻力
, ,
总阻力
= =122329.89
由于该换热器壳程流体的操作压力较高，所以壳程流体的阻力也比较适宜。
在允许范围之内（见表2）。
表2列管式换热器允许阻力范围[7]
操作压力/Pa
允许阻力/Pa
课程设计换热器的设计
课程设计换热器的设计一、教学目标本课程的设计目标是使学生掌握换热器的基本原理、设计方法和计算技巧。
知识目标要求学生了解换热器的类型、工作原理及其在工程中的应用；技能目标要求学生能够运用传热学的基本原理，进行换热器的设计和计算；情感态度价值观目标则在于培养学生的创新意识和解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本原理、类型及其设计方法。
具体内容包括：换热器的基本概念、传热基本方程、对流传热、换热器类型（包括空气冷却器、水冷却器、热交换器等）、换热器的设计方法及计算技巧。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
在讲授基本原理和设计方法的同时，通过案例分析让学生了解换热器在实际工程中的应用，通过实验操作让学生亲手实践，加深对换热器原理的理解。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备丰富的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教材和参考书将用于理论知识的讲解和拓展，多媒体资料将用于形象地展示换热器的工作原理和设计方法，实验设备则用于学生的实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现主要考察学生的课堂参与度、提问回答等情况；作业则是对学生学习进度的实时跟踪，要求学生在规定时间内完成；考试则是检验学生对课程知识的掌握程度，包括期中和期末考试。
通过这些评估方式，教师能够全面了解学生的学习情况，为后续教学提供依据。
六、教学安排本课程的教学安排将根据课程内容和学生的实际情况进行设计。
教学进度将确保在有限的时间内完成所有教学任务，教学时间将合理安排，既不过于紧张，也不过于宽松。
教学地点将选择适合进行课程教学的环境，如教室、实验室等。
同时，教学安排还将考虑学生的作息时间、兴趣爱好等因素，以提高学生的学习效果。
七、差异化教学为了满足不同学生的学习需求，本课程将根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平进行差异化教学。
换热器课程设计
换热器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握换热器的基本原理、类型、性能及计算方法，能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解换热器的基本概念和作用；（2）掌握换热器的各种类型及其特点；（3）熟悉换热器的性能评价指标；（4）学会换热器的计算方法和步骤。
2.技能目标：（1）能够根据工程需求选择合适的换热器类型；（2）能够运用换热器计算方法进行分析；（3）具备绘制换热器原理图和流程图的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对工程实践的认知和兴趣；（3）培养学生关注环保、节能等社会责任。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本原理、类型、性能及计算方法。
具体安排如下：1.第一章：换热器概述（1）换热器的定义和作用；（2）换热器的分类及特点；（3）换热器的基本性能评价指标。
2.第二章：换热器类型（1）表面式换热器；（2）对流换热器；（3）混合换热器；（4）蓄热换热器。
3.第三章：换热器性能（1）换热器的热传导方程；（2）换热器的传热系数；（3）换热器的效能和热损失。
4.第四章：换热器计算方法（1）换热器的尺寸计算；（2）换热器的流动阻力计算；（3）换热器的热负荷计算；（4）换热器的效率计算。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握换热器的基本原理和计算方法；2.案例分析法：分析实际工程中的换热器应用案例，提高学生的实践能力；3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，加深对换热器的理解；4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《换热器原理与应用》；2.参考书：相关领域的研究论文和书籍；3.多媒体资料：PPT课件、视频教程等；4.实验设备：换热器实验装置，流动阻力测试设备等。
课程设计单管程换热器
课程设计单管程换热器一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握单管程换热器的基本原理、结构及其在工程中的应用；技能目标要求学生能够运用所学知识分析和解决实际问题；情感态度价值观目标要求学生培养对热工科学的兴趣，增强创新意识和团队合作精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。
首先，学生需要了解单管程换热器的工作原理，掌握其基本组成部分，如壳体、管束、换热介质等。
其次，学生应能熟练运用相关公式和图表计算换热器的性能参数，如热交换效率、温差等。
此外，学生还需具备一定的实验操作能力，能够进行换热器实验，观察并分析实验现象。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括单管程换热器的原理、结构和应用。
首先，介绍换热器的基本概念，解释单管程换热器的工作原理。
其次，详细讲解单管程换热器的结构组成，包括壳体、管束、换热介质等，并通过实物图片和模型展示，使学生更直观地理解。
然后，介绍单管程换热器在工程中的应用，如空调系统、加热器等，并通过案例分析，让学生了解换热器在实际工程中的重要性。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，采用讲授法，系统地讲解换热器的原理、结构和应用。
其次，运用讨论法，引导学生探讨换热器在实际工程中的优缺点，培养学生分析问题的能力。
此外，通过案例分析法，让学生结合实际情况，了解换热器在工程中的应用。
最后，学生进行实验操作，运用实验法，使学生更直观地了解换热器的工作原理和性能。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书为学生提供理论知识的系统学习，多媒体资料则通过图片、视频等形式，丰富学生的学习体验。
实验设备则是学生进行实验操作的重要工具，通过实际操作，使学生更好地理解换热器的原理和性能。
在教学过程中，教师还需根据实际情况，选择合适的教学资源，以保证教学的顺利进行。
化工原理课程设计——换热器的设计
化工原理课程设计——换热器的设计1000字
该课程设计的目标是设计一个换热器，用于从一种热流体中传递热量到另一种热流体。
设计过程中需要考虑到热传递的效率和换热器的成本。
设计要求：
1.设定两种热流体的流量和进出口温度。
2.根据流量和温差计算出所需的传热量。
3.选择一种合适的换热器类型并计算出尺寸和效率。
4.根据选择的换热器类型确定换热管的材料，并计算出所需的管道长度。
5.确定换热器外壳材料和绝缘材料，并计算出所需的壁厚度。
在设计过程中，需要进行以下计算：
1.计算热传递量：
热传递量 = 流量 x 热容 x 温差
流量：两种热流体的流量
热容：热流体的比热容
温差：两种热流体的进出口温度差
2.选择换热器类型：
常见的换热器类型包括：管式热交换器、板式热交换器和壳管式热交换器。
在选择时需要考虑到传热效率、材料成本以及维护难度等因素。
3.计算换热管尺寸：
换热管的长度和直径需要根据流量和传热效率来计算，同时需要考虑到管壁的热传递系数和管壁的厚度。
4.确定换热器外壳材料和绝缘材料：
外壳的材料需要考虑到其耐腐蚀性和强度，同时需要计算出所需的壁厚度。
绝缘材料需要选用热传导系数较小的材料，以提高传热效率。
5.总体设计方案：
根据上述计算和选择，得到符合要求的换热器总体设计方案，并进行设计图纸和工艺流程图的绘制。
结论：
在设计过程中，需要考虑到换热器的热传递效率、成本、材料选用和维护难度等因素，从而得出符合要求的总体设计方案。
换热器化工机械课程设计
换热器化工机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能掌握换热器的基本概念、分类及在化工生产中的应用；2. 学生了解换热器的工作原理，理解热交换过程中的能量守恒原理；3. 学生掌握换热器主要的设计参数，如传热面积、传热系数、流体流速等；4. 学生理解换热器材料选择、结构设计及运行维护的相关知识。
技能目标：1. 学生具备运用换热器设计软件进行简单换热器设计的能力；2. 学生能够分析换热器在实际工程应用中的问题，并提出合理的解决方案；3. 学生通过小组合作，完成换热器设计方案的撰写和汇报，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对化工机械设备的兴趣，激发学习热情，增强对专业的认同感；2. 学生认识到换热器在现代工业中的重要性，培养节能环保意识；3. 学生通过课程学习，培养严谨的科学态度，提高分析问题和解决问题的能力。
本课程针对高年级化工机械专业学生，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，使学生能够在掌握换热器基本知识的基础上，提高实际设计能力，为将来从事化工设备设计和运行维护工作打下坚实基础。
同时，注重培养学生的团队合作精神，提高沟通表达能力和职业道德素养。
二、教学内容1. 换热器概述：介绍换热器的定义、分类、应用领域，对应教材第一章；- 板式换热器、管壳式换热器、空气冷却器等典型换热器结构及特点；- 换热器在化工、能源、环保等行业的应用案例。
2. 换热器工作原理与热力学基础：阐述换热器工作原理，能量守恒在热交换过程中的应用，对应教材第二章；- 热传导、对流、辐射等基本传热方式；- 传热方程式、传热系数、对数平均温差等热力学基础概念。
3. 换热器设计参数与计算方法：学习换热器主要设计参数及计算方法，对应教材第三章；- 传热面积、流体流速、传热系数等参数的计算；- 典型换热器设计软件的应用介绍。
4. 换热器材料与结构设计：介绍换热器材料选择、结构设计原则，对应教材第四章；- 换热器常用材料性能及选用标准；- 换热器结构设计要点及案例分析。
换热器的设计课程设计
换热器的设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握换热器的基本原理、设计方法和计算步骤，能够运用所学知识进行换热器的设计和分析。
具体包括：1.知识目标：（1）理解换热器的分类和基本原理；（2）掌握换热器的设计方法和计算步骤；（3）了解换热器在工程中的应用和前景。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识进行换热器的设计和分析；（2）具备查阅相关资料和规范的能力；（3）具备一定的创新能力和团队协作能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对工程技术的热爱和敬业精神；（2）培养学生勇于探索、积极向上的精神风貌；（3）培养学生具备良好的职业道德和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本原理、设计方法和计算步骤。
具体安排如下：1.第一章：换热器概述（1）换热器的分类和基本原理；（2）换热器的设计方法和计算步骤；（3）换热器在工程中的应用和前景。
2.第二章：换热器的设计（1）换热器设计的基本原理；（2）换热器设计的计算方法；（3）换热器设计的注意事项。
3.第三章：换热器的计算（1）换热器计算的基本公式；（2）换热器计算的案例分析；（3）换热器计算的软件应用。
4.第四章：换热器在工程中的应用（1）换热器在石油化工中的应用；（2）换热器在电力工业中的应用；（3）换热器在制冷空调中的应用。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
具体应用如下：1.讲授法：用于传授换热器的基本原理、设计方法和计算步骤；2.讨论法：用于探讨换热器设计中的问题和解决方法；3.案例分析法：用于分析换热器在工程中的应用案例；4.实验法：用于验证换热器的设计和计算结果。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
具体准备如下：1.教材：选用国内权威出版的换热器设计教材；2.参考书：收集相关领域的学术论文和专著；3.多媒体资料：制作PPT、视频等教学课件；4.实验设备：准备换热器实验装置，用于实践教学。
换热器的课程设计
前言1.1 换热器的发展、应用换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器的应用广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。
它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。
由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。
随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。
以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。
30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。
接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。
30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。
在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。
60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。
70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
70年代末随着能源矛盾的日益突出，国内冶金工业炉开始大量采用换热器，其中绝大多数是金属对流换热器。
当时最受青睐的是翅片管换热器，它的换热元件是带有内外翅片的铸钢管。
由于单位体积内的换热面积大，所以换热器整体效率高，占地小，适合旧有炉子改造位置紧张的条件。
化工原理课程设计换热器
化工原理课程设计换热器
本文设计一个换热器，实现化工过程中的能量传递。
换热器是一种常见的设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质。
首先，我们确定了换热器的工作原理和基本要求。
换热器采用了壳程和管程的设计，分别由外壳和管束组成。
热量通过管道中的热媒体流经管程，然后从外壳中的流体中吸收或释放热量。
接下来，我们选择了适用于该化工过程的换热介质。
在这个设计中，我们选择了水作为热媒体，因为水具有良好的热传导性能和可用性。
基于化工过程的热量需求，我们确定了换热器的热负荷。
热负荷是指单位时间内所需传递的热量。
我们计算了化工过程中的热负荷，并据此确定了设计换热器所需的换热面积。
为了提高换热效率，我们设计了合理的流体流动方式。
流体在外壳和管道中的流动方式可以影响换热器的传热性能。
我们通过合理设计管程和外壳的结构，以及选择合适的流道形式，来确保流体在换热器中的流动均匀且高效。
此外，我们还考虑了换热器的传热方式。
换热器可以通过对流、传导和辐射等方式进行传热。
根据化工过程的要求，我们选择了对流传热作为主要的传热方式。
最后，我们综合考虑了换热器的选材、工艺要求和安全性能。
我们选择了具有良好耐腐蚀性和导热性能的材料，并按照化工
过程的要求进行工艺设计。
在设计过程中，我们还充分考虑了换热器的安全性能，包括压力、温度和材料的选择等因素。
综上所述，本文设计了一个换热器，包括工作原理、基本要求、换热介质、热负荷、流体流动方式、传热方式、材料选材和安全性能等内容。
该设计旨在满足化工过程中的能量传递需求，并提高传热效率和安全性能。
换热器温度课程设计
换热器温度课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解换热器的基本原理，掌握换热器在热力学过程中的作用和应用。
2. 学生能够掌握温度作为热力学过程关键参数的重要性，并学会读取、分析换热器温度数据。
3. 学生能够运用数学公式和物理概念，计算换热器中的热量传递。
技能目标：1. 学生能够设计简单的换热器实验，通过实际操作来加深对热量传递过程的理解。
2. 学生能够使用适当的测量工具和仪表，进行换热器温度的准确测量。
3. 学生通过数据分析，能够解决实际换热过程中的问题，提出优化方案。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对物理现象的好奇心和探究精神，特别是在热力学和能量转换领域。
2. 学生在学习过程中发展团队合作意识，尊重他人意见，学会共同分析问题、解决问题。
3. 学生能够意识到科学技术在工业发展中的重要性，理解换热器技术对于节能减排的意义，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程结合理论知识和实践操作，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：假设学生为八年级，已具备基本的物理知识和实验技能，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：课程需结合教材内容，注重理论与实践的紧密结合，通过案例分析和实验操作，提高学生的理解和应用能力。
教学过程中应鼓励学生主动探索，注重学习成果的可衡量性，以便进行有效的教学评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 换热器原理：介绍换热器的基本概念、分类和工作原理。
- 热量传递方式：深入讲解传导、对流和辐射三种热量传递方式在换热器中的应用。
- 温度测量：讲解温度测量方法、仪表选择和使用注意事项。
2. 实践操作：- 换热器实验设计：引导学生设计简单的换热器实验，观察和记录温度变化。
- 实验操作：分组进行实验，练习使用温度计、热像仪等工具进行温度测量。
- 数据分析：指导学生分析实验数据，探讨影响换热器温度变化的因素。
3. 教学安排与进度：- 第一课时：介绍换热器原理，讲解热量传递方式。
标准式换热器课程设计
标准式换热器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解换热器的基本概念、分类和工作原理；2. 学生能掌握标准式换热器的结构、特点和设计参数；3. 学生能了解换热器在工程实际中的应用和重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决换热器在设计、运行过程中遇到的问题；2. 学生能通过计算和绘图，完成标准式换热器的设计；3. 学生能运用相关软件对换热器进行模拟和分析，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习换热器知识，培养对热能转换和利用的兴趣，增强环保意识；2. 学生在学习过程中，培养合作精神、创新思维和批判性思维；3. 学生认识到换热器在国民经济发展中的重要作用，增强社会责任感和职业使命感。
课程性质分析：本课程为工程专业基础课程，旨在培养学生掌握换热器的基本理论、设计和应用能力。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的物理和数学基础，对工程实际有一定了解，但缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力；2. 采用案例分析、小组讨论等多种教学方法，提高学生的参与度和积极性；3. 结合实际工程背景，提高学生的工程素养和创新能力。
二、教学内容1. 换热器基本概念：包括换热器定义、分类、工作原理及在工程中的应用；- 教材章节：第一章 换热器概述2. 标准式换热器结构及特点：详细讲解板式、管式、壳管式等换热器的结构、设计参数及性能特点；- 教材章节：第二章 换热器结构及类型3. 换热器设计原理与方法：介绍换热器设计的基本原理，结合实例讲解换热器设计步骤及计算方法；- 教材章节：第三章 换热器设计原理与计算4. 换热器选型与应用：分析不同工况下换热器选型的原则，介绍换热器在典型行业中的应用案例；- 教材章节：第四章 换热器选型与应用5. 换热器仿真与优化：运用相关软件对换热器进行模拟分析，探讨换热器性能优化方法；- 教材章节：第五章 换热器仿真与优化6. 换热器实验与操作：结合实验课程，让学生亲自动手操作，提高实际操作能力；- 教材章节：第六章 换热器实验与操作教学安排与进度：1. 第1周：换热器基本概念及分类；2. 第2周：标准式换热器结构及特点；3. 第3-4周：换热器设计原理与计算方法；4. 第5周：换热器选型与应用案例分析；5. 第6周：换热器仿真与优化；6. 第7周：换热器实验与操作。
换热器课程设计摘要部分
换热器课程设计摘要部分一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握换热器的基本原理、类型及性能，能够运用换热器进行热交换计算，并理解换热器在工程实际中的应用。
具体分为以下三个维度：1.知识目标：学生需要掌握换热器的分类、工作原理、性能参数及热交换计算方法。
2.技能目标：学生能够运用换热器进行热交换计算，并分析评价换热器的设计与性能。
3.情感态度价值观目标：培养学生对热交换技术的兴趣，使其认识到换热器在工程实际中的重要性，提高学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括换热器的基本原理、类型、性能及热交换计算。
具体安排如下：1.换热器的基本原理：介绍换热器的工作原理，包括热量传递的三种方式（导热、对流、辐射）。
2.换热器的类型：讲解不同类型的换热器（如管式换热器、板式换热器、壳式换热器等）的结构特点及应用场合。
3.换热器的性能：介绍换热器的性能评价指标，如热效率、传热速率等，并分析影响换热器性能的因素。
4.热交换计算：教授换热器的热交换计算方法，包括稳态传热方程、换热器的热负荷计算等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解换热器的基本原理、类型、性能及热交换计算方法。
2.案例分析法：分析实际工程中的换热器应用案例，使学生更好地理解换热器的工作原理和性能。
3.实验法：学生进行换热器实验，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生课后深入学习。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助讲解换热器的基本原理、类型、性能及热交换计算。
4.实验设备：准备充足的换热器实验设备，确保每个学生都能动手操作。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
化工换热器课程设计
化工换热器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握换热器的基本概念、类型、工作原理和设计方法。
具体包括：1.知识目标：（1）能够正确理解换热器的定义、分类和性能参数。
（2）掌握换热器的工作原理和主要组成部分。
（3）了解换热器的设计方法和计算公式。
（4）熟悉换热器在化工生产中的应用和维护。
2.技能目标：（1）能够运用换热器的设计方法和计算公式，独立完成简单换热器的设计。
（2）具备分析换热器运行状况和解决实际问题的能力。
（3）能够运用现代信息技术，查阅相关资料，了解换热器的发展趋势。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高他们对换热器技术的认识。
（2）培养学生具备创新精神和团队合作意识，提高他们的实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本概念、类型、工作原理、设计方法和应用。
具体安排如下：1.换热器的基本概念和分类：介绍换热器的定义、性能参数和常见类型。
2.换热器的工作原理：讲解换热器的工作原理，包括热量传递的基本方式。
3.换热器的设计方法：介绍换热器的设计方法和计算公式，如面积法、传热单元数法等。
4.换热器的应用：阐述换热器在化工生产中的应用和维护。
5.换热器的发展趋势：介绍换热器技术的最新发展动态。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解换热器的基本概念、工作原理和设计方法，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生针对换热器实际应用案例进行讨论，提高他们分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析国内外换热器技术的成功案例，使学生了解换热器在化工生产中的应用。
4.实验法：安排实验室实践活动，使学生亲自动手操作，加深对换热器原理的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材作为主要教学资源。
换热器设计课程设计
换热器设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解换热器的基本工作原理和类型，掌握换热器设计的基本概念和流程。
2. 使学生掌握换热器主要参数的计算方法，如传热系数、换热面积等。
3. 帮助学生了解换热器材料的选择原则及影响换热效果的因素。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行简单换热器设计的能力，包括计算、选材和绘图。
2. 提高学生分析实际工程问题，运用换热器设计原理解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对换热器设计课程的兴趣，激发学生学习热情和探究精神。
2. 引导学生关注换热器在节能、环保等方面的作用，提高社会责任感和使命感。
3. 培养学生团队合作意识，学会在团队中分工与协作，共同完成设计任务。
本课程针对高年级学生，结合换热器设计课程的性质，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生掌握换热器设计的基本知识和技能，为后续学习和工程实践打下坚实基础。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在学习过程中形成积极的学习态度和正确的价值观。
二、教学内容1. 换热器原理与分类：讲解换热器的基本工作原理，介绍常见的换热器类型及其特点，如管壳式、板式、翅片式等。
2. 换热器设计流程：阐述换热器设计的基本步骤，包括需求分析、选型、计算、选材、绘图等。
3. 换热器主要参数计算：详细讲解传热系数、换热面积、流体流速等主要参数的计算方法。
4. 换热器材料选择：分析各种常用换热器材料的特点，讲解选材原则及影响换热效果的因素。
5. 换热器设计实例分析：结合实际工程案例，分析换热器设计过程中的关键问题，提高学生解决实际问题的能力。
教学内容依据课程目标进行科学、系统地组织，按照以下进度安排：1. 第1-2课时：换热器原理与分类，了解各种换热器的优缺点。
2. 第3-4课时：换热器设计流程，明确设计步骤和要求。
3. 第5-6课时：换热器主要参数计算，掌握关键参数的计算方法。
4. 第7-8课时：换热器材料选择，了解选材原则及影响换热效果的因素。
课程设计之换热器-2015 (1)
K
=
do
αidi
+
Rsi
do di
1 + bdo
λdm
+
Rso
+1
αo
=
0.025 2753.7 × 0.020
+
0.00042
0.025 0.020
1
+
0.0025× 0.025 45× 0.0225
+
0.000172
+
1 290
=
0.000454
+
0.000525
+
1 0.000062
换热器的标准系列(GB151)
换热器型号的表示
换热器的标准系列(GB151)
示例
浮头式：
6
AES500-1.6-54- 25-4I
管程数
碳素钢较高级冷拔换热管 外径25mm,管长6m
公称传热面积(m2)
管程壳程公称压力(MPa)
壳体公称直径(mm)
前端管箱为平盖管箱 壳体形型为E型 后端结构型式为S型
+
0.000172
+
0.003448
= 214.5W/m2 ⋅°C
四、估算传热面积
S′ =
Q
KΔ tm,逆
=
1.54 ×106 214.5× 39.09
= 183.7m2
考虑15%的面积裕度，S = 1.15S′ = 1.15 ×183.7 = 211.2m2
五、工艺结构尺寸
1.管径和管内流速
选用的碳钢换热管 Φ 25× 2.5 ，管内流速 ui = 0.5m/s
折流板数
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− − +
30)
102 102
+ +
1 1
= 32.2
4.传热管排列和分程方法
采用正三角形排列。
取管心距 t = 1.25do ，则 t = 1.25× 25 ≈ 32mm
横过管束中心线的管数 nc = 1.19 N = 1.19 474 = 26（根） 5.壳体内径
按管间煤油计算，即
Q = ( W1cp1 T1 − T2 )
[ ] ( ) = 19.8×107 /(330× 24× 3600) × 2.22×103(140 − 40)
= 1.54×106 W
（二）计算冷却用水量
忽略热损失，则水的用量为
W2
=
Q
c p (t2 −
t1 )
=
1.54 × 106
4.174 × 103 (40 −
⎟⎞0.4 ⎠
= 0.023× 31.3× 2033.3×1.8812 = 2753.7W/m2 ⋅ °C
2.壳程给热系数
假设壳程给热系数 αo = 290W/m2 ⋅°C 3.污垢热阻
Rsi = 0.00042m2 ⋅°C/W 4.管壁的导热系数
Rso = 0.000172m2 ⋅°C/W
碳钢的导热系数 λ = 45W/m⋅°C
折流板数
NB
=
传热管长 折流板间距
−1
=
6000 300
−1
=
1（9 块）
折流板圆缺水平面安装。
7.接管
壳程流体（煤油）进出口接管：取接管内煤油流速为1.0m/s，则
接管内径
d=
4V = πu
4 ×19.8 ×107
/ 330× 24× 3.14 × 1.0
3600 ×
825
=
取标准管径为100mm。
规格：Ф19×2mm Ф25×2.5mm两种
长度：1.5m、2m、3m、6m，其中3m、6m较多用
换热器的基本参数
¾排列方式：
换热器设计实例
一、设计任务
——煤油卧式列管式冷却器的设计
1.处理能力：19.8×104 t / a 煤油； 2.设备形式：卧式列管式换热器。 二、操作条件
1.煤油：入口温度140℃，出口温度40℃； 2.冷却介质：为循环水，入口温度30℃，出口温度自选； 3.允许压降：不大于105Pa； 4.煤油在定性温度下的物性数据
4
× 0.008418 3.14 × 1.0
=
0.104m
管程流体（循环水）进出口接管，取接管内循环水的流速为
1.5m/s，则接管内径
d=
4V = πu
4× 36.93 / 994 3.14 × 1.5
=
0.178m
（取标准管径为200mm）
六、换热器核算
（一）热量核算 1.壳程对流给热系数
对于圆缺形折流板，可采用克恩公式
ρ = 825kg/m3， μ = 7.15×10−4 Pa ⋅ s，
c p = 2.22kJ/kg⋅ °C，λ = 0.14W/m ⋅ °C。
5.每年按330天，每天按24小时连续运行。
两流体均为无相变，本设计按非标准系列换热器的一般设计步骤进
行设计。
一、确定设计方案
（一）选定换热器类型
两流体温度变化情况：热流体（煤油）入口温度为140℃，出口温度为40℃
化工原理课程设计
换热器设计
中国石油大学（华东） 2015年8月
提纲
设计要求 如何切入设计任务 管壳式换热器的设计 EDR简介 Aspen Plus物性数据导入EDR过程
EDR的立式热虹吸再沸器设计
设计要求
1、通过手算完成塔顶冷凝器的设计 2、通过软件完成塔顶冷凝器的设计
并与手算结果对比 3、通过软件完成塔底再沸器的设计
2.管程数和传热管数
根据传热管内径和流速确定单程传热管数
ns
=
(π
/
V
4)d
2 i
ui
=
36.93 / 994 0.785 × 0.022 × 0.5
= 236.6 ≈ 237 （根）
按单管程计算所需换热管的长度
L
=
S
nsπd o
=
211.2 237 × 3.14 × 0.025
= 11.4m
按单管程设计，传热管过长，现取传热管长 l = 6m ，则该换热器
⎟⎟⎠⎞
=
0.020m
壳程流通截面积
So
=
BD⎜⎛1 − ⎝
do t
⎟⎞ ⎠
=
0.3× 0.9⎜⎛1 − ⎝
0.025 0.032
⎟⎞ ⎠
=
0.059m2
壳程流体流速、雷诺数及普兰德数分别为
uo
=
0.008418 0.059
=
0.143m/s
Reo
=
换热器的标准系列(GB151)
换热器型号的表示
换热器的标准系列(GB151)
示例
浮头式：
6
AES500-1.6-54- 25-4I
管程数
碳素钢较高级冷拔换热管 外径25mm,管长6m
公称传热面积(m2)
管程壳程公称压力(MPa)
壳体公称直径(mm)
前端管箱为平盖管箱 壳体形型为E型 后端结构型式为S型
+
⎜⎜⎝⎛
1
αi
+
Rsi
⎟⎟⎠⎞
⋅
do di
3.核算传热面积A ：
计算所需传热面积Ac ，与换热器实际面积Aa 相比，当 (Aa-Ac)/Ac=0.1～0.2，所选换热器适宜，否则重复前述步骤。
4.计算管、壳程压强降：
若压强降不符合要求，要调整流速，再确定管程数或折 流板间距，或选择另一规格的设备，重新计算压强降直至 满足要求为止。
= 13654 > 10000
故采用下式计算 αi
αi
=
0.023 λi di
⎛⎜⎜⎝
di ui ρi μi
⎞⎟⎟⎠0.8
⎛⎜⎜⎝
cpμ λ
⎟⎟⎠⎞0.4
=
0.023
0.626 0.020
⎜⎛ ⎝
0.020× 0.5× 994 0.000728
⎟⎞0.8 ⎠
⎜⎛ ⎝
4174
× 0.000728 0.626
管壳式换热器的设计
1.换热器型式的选择：
综合考虑冷热流体的温差、压力及管、壳程流体的性质； ¾ 固定管板式、U型管式、浮头式？ ¾ 卧放？立放？
轻烃、芳烃物系冷凝器：卧式壳程冷凝（蒸汽走壳，冷凝水走 管，卧放） 再沸器？
再沸器
结构：釜式再 沸器由一个部 分扩大的K型壳 体和可抽出的 加热管束所组 成，管束末端 有溢流堰。
+
0.000172
+
0.003448
= 214.5W/m2 ⋅°C
四、估算传热面积
S′ =
Q
KΔ tm,逆
=
1.54 ×106 214.5× 39.09
= 183.7m2
考虑15%的面积裕度，S = 1.15S′ = 1.15 ×183.7 = 211.2m2
五、工艺结构尺寸
1.管径和管内流速
选用的碳钢换热管 Φ 25× 2.5 ，管内流速 ui = 0.5m/s
的管程数为
N
p
=
L l
=
11.4 6
≈
（2 管程）
传热管的总根数 N = 237× 2 = 474（根）
3.平均传热t1
=
40 − 30 140 − 30
=
0.091
R
=
T1 t2
− T2 − t1
=
140 − 40 40 − 30
= 10
按单壳程双管程结构查单壳程ψ − P − R 图，
5.总传热系数
K
=
do
αidi
+
Rsi
do di
1 + bdo
λdm
+
Rso
+1
αo
=
0.025 2753.7 × 0.020
+
0.00042
0.025 0.020
1
+
0.0025× 0.025 45× 0.0225
+
0.000172
+
1 290
=
0.000454
+
0.000525
+
1 0.000062
固定管板式：
碳素钢较高级冷拔换热管外 径25mm,管长6m
管程数
BEM700-12..65
-54-
6 25
-4I
公称传热面积(m2)
管程-壳程公称压力(MPa)
壳体公称直径(mm)
前端管箱为封头管箱 壳体形型为E型 后端结构型式为M型
换热器的基本参数
¾ 公称压力、传热面积、管子排列方式、管长、 管外径、管子总数、管程数、壳程数、管程与壳 程流通面积、折流板间距、折流板缺口拱高等。 ¾管子规格： 管子的规格及排列方式：
冷流体（冷却水）入口温度为30℃，出口温度选为40℃
两流体的定性温度如下：
煤油的定性温度 冷却水定性温度 两流体的温度差
Tm = (140 + 40)/ 2 = 90o C
tm = (30 + 40)/ 2 = 35o C
Tm − tm = 90 − 35 = 55o C
（>50℃，<70℃）
因该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时冷却水进口温度会降低，因此壳体