过程装备设计课程设计

《过程装备设计》课程设计

一、基本要求：

按照课程设计指导书的有关要求进行。

二、题目：

2.1换热器

2.1.1某企业用冷却水冷却从反应器中出来的循环使用的有机液，要求从有机液中取出4×105kJ/h的热量，其操作条件和物性参数如下表，试设计该列管式换热器。

2.1.2某企业用冷却水冷却从反应器中出来的循环使用的有机液，要求从有机液中取出4×105kJ/h的热量，其操作条件和物性参数如上表，设有两个单程列管式换热器可用，其尺寸如下：换热器内径D=270mm，内装48根Φ25×2.5mm，长3m的钢管，试通过计算分析如下问题：

（1）这两个换热器能否移走4×105kJ/h的热量？

（2）这两个换热器用并联或串联的方式安装，哪一种方式最好？

2.1.3一套管式换热器，已知其内管为一根Φ22×1mm长2m的铜管，管间通入110℃的饱和水蒸气，使内管中的冷水温度从25℃升到45℃，水侧的对流传热系数为4800W/m2·K，垢层及间壁总热阻为0.0007m2·K/W，试通过计算确定该换热器应具备何种条件才能满足需要？

2.1.4某炼油厂用175℃的柴油将原油从70℃预热到110℃，已知柴油的处理量为34000kg/h，柴油的密度为715kg/m3，比热为2.48kJ/kg·K，导热系数为0.133W/m·K，粘度为0.64×10-3N·s/m2，原油处理量为44000kg/h，密度为815kg/m3，比热为2.2kJ/kg·K，导热系数为0.128W/m·K，粘度为3×10-3N·s/m2，传热管两侧污垢热阻取为0.000172m2·K/W，两侧的阻力损失都不应超过0.3105N/m2，试确定一适当的列管式换热器。

2.1.5某炼油厂用海水冷却常压塔产出的柴油馏分，冷却器为Φ114×8钢管组成的排管，水平浸没于一很大的海水槽中，海水由下部引入，上部溢出，海水通过槽内时的流速很小。已知计算时测得海水的平均温度为42.5℃，钢管外壁温度为56℃，试确定该冷却器的基本结构参数。

2.1.6有一固定管板式换热器，换热管的材料为20号碳钢，尺寸为φ25×1.5mm，管数109根，两管板内侧间的长度为6m，管程压力为0.6MPa，管壁温度为130℃，安装时的温度为20℃。管程数为2。壳体由Q235钢板卷焊制成，内径为400mm，厚5mm，壳壁温度为30℃，

壳程压力为0.2MPa，管板材料为Q235，试确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量，折流板布置如下图所示。试设计该换热器。

所设计的换热器类型应为多程的固定管板式换热器，要求除必要的计算外，还应完成有关的工艺设计，在此基础上本组每个同学分别用一张4#图纸，绘制出该换热器所涉及的主要的不同零部件图设计。

6题图

2.1.7有一固定管板式换热器，换热管的材料为20号碳钢，尺寸为φ25×1.5mm，管数109根，两管板内侧间的长度为6m，管程压力为0.6MPa，管壁温度为130℃，安装时的温度为20℃。管程数为2。壳体由Q235钢板卷焊制成，内径为400mm，厚5mm，壳壁温度为30℃，壳程压力为0.2MPa，管板材料为Q235，试确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量，折流板布置如6题图所示。试设计该换热器。

所设计的换热器类型应为可抽式浮头换热器，要求除必要的计算外，还应完成有关的工艺设计，在此基础上本组每个同学分别用一张4#图纸，绘制出该换热器所涉及的主要的不同零部件图设计

2.1.8有一固定管板式换热器，换热管的材料为20号碳钢，尺寸为φ25×1.5mm，管数109根，两管板内侧间的长度为6m，管程压力为0.6MPa，管壁温度为130℃，安装时的温度为20℃。管程数为2。壳体由Q235钢板卷焊制成，内径为400mm，厚5mm，壳壁温度为30℃，壳程压力为0.2MPa，管板材料为Q235，试确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量，折流板布置如6题图所示。试设计该换热器。

所设计的换热器类型应为钩圈式浮头换热器，要求除必要的计算外，还应完成有关的工艺设计，在此基础上本组每个同学分别用一张4#图纸，绘制出该换热器所涉及的主要的不同零部件图设计。

2.1.9 有一固定管板式换热器，换热管的材料为20号碳钢，尺寸为φ25×1.5mm，管数109根，两管板内侧间的长度为6m，管程压力为0.6MPa，管壁温度为130℃，安装时的温度为20℃。管程数为2。壳体由Q235钢板卷焊制成，内径为400mm，厚5mm，壳壁温度为30℃，壳程压力为0.2MPa，管板材料为Q235，试确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量，折流板布置如6题图所示。试设计该换热器。

所设计的换热器类型应为填料函式浮头换热器，要求除必要的计算外，还应完成有关的

工艺设计，在此基础上本组每个同学分别用一张4#图纸，绘制出该换热器所涉及的主要的不同零部件图设计。

2.1.10有一固定管板式换热器，换热管的材料为20号碳钢，尺寸为φ25×1.5mm，管数109根，两管板内侧间的长度为6m，管程压力为0.6MPa，管壁温度为130℃，安装时的温度为20℃。管程数为2。壳体由Q235钢板卷焊制成，内径为400mm，厚5mm，壳壁温度为30℃，壳程压力为0.2MPa，管板材料为Q235，试确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量，折流板布置如6题图所示。试设计该换热器。

所设计的换热器类型应为U型管式换热器，要求除必要的计算外，还应完成有关的工艺设计，在此基础上本组每个同学分别用一张4#图纸，绘制出该换热器所涉及的主要的不同零部件图设计。

2.1.11 有一固定管板式换热器，换热管的材料为20号碳钢，尺寸为φ25×1.5mm，管数109根，两管板内侧间的长度为6m，管程压力为0.6MPa，管壁温度为130℃，安装时的温度为20℃。管程数为2。壳体由Q235钢板卷焊制成，内径为400mm，厚5mm，壳壁温度为30℃，壳程压力为0.2MPa，管板材料为Q235，试确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量，折流板布置如6题图所示。试设计该换热器。

所设计的换热器类型应为釜式重沸器，要求除必要的计算外，还应完成有关的工艺设计，在此基础上本组每个同学分别用一张4#图纸，绘制出该换热器所涉及的主要的不同零部件图设计。

2.1.12 已知某固定管板换热器的管板厚度为24mm，胀接深度为21mm，管子与管板为开槽胀接，其余参数如6题所示，试问该换热器是否需要设置膨胀节？试设计该换热器。

2.1.13某冷凝器每小时使5000Kg煤油从30℃冷却到5℃冷却，冷却所采用的是由冷凝装置出来的-14℃的冷冻盐水，冷冻盐水含有20％NaCl(以重量计)，试计算该冷凝器所吸收的热量并设计该冷凝器。（建议采用套管冷凝器）

2.1.14试设计每小时将350m3(标准状况下)的高温气体(混合气体)从30℃冷却到0℃所用的列管式换热器。高温气体的组成为:

高温气体的压力为0.6MPa，冷冻剂也是在同一压力下的同一气体，不过其最初的温度为-30℃。

2.1.15试设计一螺旋换热器（如下图示），用来将40m3／h的水从15℃加热到50℃，加热所用的是从多效蒸发器来的压力为0.05MPa，t=80℃的用来蒸发糖浆的二次蒸汽。