第5组(正戊烷冷凝器的设计)
冷凝器设计
冷凝器设计1. 引言冷凝器是一种热传导设备，用于将气体或蒸气冷凝成液体。
它在许多领域中都有广泛的应用，如空调、冷藏设备、化工工艺等。
本文将从冷凝器的原理、设计方法和优化方案等方面进行介绍。
2. 冷凝器原理冷凝器的工作原理可以简单概括为将高温气体或蒸汽通过冷凝的方法将其冷却成液体。
冷凝器的主要功能是通过将热量传递给冷却介质，降低气体或蒸汽的温度，从而使其凝结为液体。
冷凝器的热传导过程主要包括对流传热和辐射传热。
对流传热是指通过冷却介质将热量从气体或蒸汽传递到冷凝器的壁面，而辐射传热是指通过辐射方式将热量传递。
3. 冷凝器设计方法3.1 冷凝器的类型常见的冷凝器类型主要包括管壳式冷凝器、管外冷凝器和冷凝器簇。
•管壳式冷凝器是将冷却介质和气体或蒸汽分开的一种结构，主要由壳体、管束和冷却介质组成。
•管外冷凝器是将冷却介质直接接触到气体或蒸汽的一种结构。
•冷凝器簇是多个冷凝器并联或串联连接在一起的一种结构。
3.2 冷凝器的设计参数冷凝器的设计参数包括冷凝器的换热面积、冷却介质的流速、冷凝温度差等。
根据不同的工况和要求，可以选择不同的设计参数。
3.3 冷凝器的换热计算换热计算是冷凝器设计的重要环节，主要包括冷却介质的传热系数和冷凝传热的计算。
•冷却介质的传热系数可以通过实验或流体力学计算得到。
•冷凝传热的计算可以通过传热方程和换热器表面积来进行。
4. 冷凝器优化方案在冷凝器设计过程中，为了提高冷凝效果和减小体积，可以采取一些优化措施。
4.1 改变冷凝器的结构通过改变冷凝器的结构，可以提高其换热效率。
例如采用多管道、螺旋管和多级蒸发器等结构。
4.2 优化冷却介质流动通过优化冷却介质的流动，如增加冷却介质的流速和改变流动方式，可以提高冷凝器的传热效果。
4.3 使用先进的材料选择合适的材料可以提高冷凝器的耐腐蚀性和传热性能。
5. 总结本文介绍了冷凝器的原理、设计方法和优化方案。
冷凝器设计涉及到多个方面的知识，需要综合考虑工况和要求，并根据实际情况进行优化。
(能源化工行业)化工原理换热器设计
2.管子的设计
（1）采用光滑管
光滑管结构简单，制造容易。缺点是它强化传热的性能不足。为了提高换
热器的传热系数，可采用结构形式多样化的管子，如异性管，翅片管，螺纹管
等。
（2）选用的管子。
（3）管长我国生产的无缝钢管长度壹般为6m，故系列中换热管的长度
分为1.5，2,3,4.5,6米几种，本设计中采用4.5米长的管子。
正戊烷
52
596
0.18
2.34
0.157
循环水
32.5
994
0.725
4.08
0.626
2.估算传热面积
（1）计算热负荷
=6/(30024)=8333.3kg/h=2.31kg/s
（2）冷却水用量
==804.3/4.08(40-25)=13.1kg/s
（3）计算有效平均温度差
逆流温差
（4）选取经验传热系数K值
取传热管长l=4.5m，则该换热器的管程数为
=
传热管总根数N=53×4=212(根）
（3）平均传热温差校正及壳程数:
平均温差校正系数有:
R=
P=
单壳程，双管程结构，查得
平均传热温差℃
由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳
程合适。
（4）壳体内径
采用多管程结构，壳体内径可按下式估算。取管板利用率η=0.7，则壳
，其计算公式为：
得：
（2）随蒸汽冷凝，流通截面积逐渐缩小，以保持蒸汽的流速。
（3）冷凝器的组合方式：单台。
（4）冷凝器内部安装折流板
在对流传热的换热器中，为了加强壳层流动的速度和湍流程度，以提高传
热效率，再在壳层内可安置折流板，折流板仍起支撑的作用。
正戊烷冷凝器的设计汇总
正戊烷冷凝器的设计目录第一章前言............................................................... 1...第二章概述............................................................... 2...2.1 列管式换热器的概述................................................. 2..2.2 列管式换热器的结构组成............................................. 2..第三章正戊烷立式列管式换热器的设计和计算.................................3.3.1 设计方案的论述..................................................... 3..3.1.1 列管式换热器形式的选择 ....................................... 3..3.1.2流体流动通道的选择 (4)3.1.3 换热器的安装方式 (4)3.1.4流体流速的选择 (4)3.2 工艺计算和设备结构的设计计算....................................... 6..3.2.1计算冷、热载体的定性温度 (6)3.2.2计算热负荷 (6)323选取经验传热系数K值 (6)3.2.4初选换热器的规格 (7)3.2.5核算总传热系数KO (8)3.2.6计算压降 (10)第四章换热器材料和主要参数 (11)4.1换热器材料选用 (11)第五章设计总结 ........................................................... 1..2.5.1本设计的优点及存在问题............................................. 1..25 . 2设计过程中的体会.................................................. 1..2附录 .................................................... 错.. 误！未定义书签。
GB151管板式立式正戊烷 冷凝器工艺设计
新疆工程学院化工原理课程设计说明书题目名称： GB151管板式立式正戊烷冷凝器工艺设计系部：化学与环境工程系专业班级：化学工程与工艺13-1 学生姓名：黎强指导老师：杨智勇完成日期：2016.01.07格式及要求1、摘要1)摘要正文(小四，宋体)摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。
2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词)(小四，黑体)2、目录格式目录(三号，黑体，居中)1 XXXXX（小四，黑体） 11.l XXXXX(小四，宋体) 21.1.1 XXXXX(同上) 33、说明书正文格式：1. XXXXX (三号，黑体)1．1 XXXXX(四号，黑体)1.1.1 XXXXX(小四，黑体)正文：XXXXX(小四，宋体)（页码居中）4、参考文献格式：列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。
参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。
参考文献内容(五号，宋体)示例如下：期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。
图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。
5、.纸型、页码及版心要求：纸型： A4，双面打印页码：居中，小五版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm相当于A4纸每页40行，每行38个字。
6、量和单位的使用：必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。
量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。
新疆工程学院课程设计任务书2015-2016学年第一学期2016年1月1日摘要立式热器，它结构紧凑简单，制造的材料范围广，处理能力大，适用性强。
此次设计正戊烷换热器主要包括流动空间的确定，计算出平均温度，传热系数和传热面积，通过计算初选换热器，根据所选换热器的参数，进一步计算出压降，并核算传热系数和传热面积与所设计的换热器进行对比校正，最后得到所需的换热器参数，并绘制基本的设备装置图和技术要求。
2011.6换热器设计任务书
任务书一（一）设计题目：煤油冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力10600kg/h 煤油2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）煤油：入口温度140℃，出口温度40℃（2）冷却介质：自来水入口温度30℃，出口温度40℃（3）允许压强降：不大于100kpa（4）煤油定性温度下的物性数据：ρ=825Kg/m3，µ=7.15×10-4Pa·sCp=2.22KJ/(Kg·℃)，λ=0.14W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力3000kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量7000kg/h（3）允许压强降：不大于150kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：吸收塔尾气冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力3t/h吸收塔顶部出来的贫气（温度6℃，压强1.2Mpa,其中含C4约2.0%,C6约1.0%,其余组分按氮气处理），将其中未被吸收的C4、C6全部冷凝2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（6）C4、C6：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（7）冷却介质：盐水（性质按25%的浓度查取）入口温度－4℃，出口温度2℃，流量：自己计算（8）允许压强降：不大于100Kpa（9）C4、C6定性温度下的物性数据：自查（10）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：某吸收操作中富油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力15t/h富油(C4: 含量8.2%,C6含量91.8%，温度40℃，流量15t/h)2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）富油：入口温度40℃，出口温度80℃（2）加热介质：解析塔出来的贫油（组分近视按全部C6处理），入口温度102℃，出口温度88℃，流量13.2t/h（3）允许压强降：不大于150kpa定性温度下的物性数据：自查（4）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：某吸收操作中贫油冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力13.2t/h解析塔出来的贫油（组分近视按全部C6处理），2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）贫油：入口温度140℃，出口温度40℃（2）冷却介质：盐水（性质按25%的浓度查取）入口温度－4℃，出口温度2℃，流量：自己计算（3）允许压强降：不大于120kpa定性温度下的相关物性数据：自查（4）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：某解吸塔塔顶冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力10t/h解析塔顶部出来的常压饱和蒸汽（近似按全部C4计算），全部冷凝，2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（11）C4 冷凝温度温度自查，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（12）冷却介质：自来水入口温度20℃，出口温度30℃，流量：自己计算（13）允许压强降：不大于150kpa（14）C4定性温度下的物性数据：自查（15）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：丁二烯蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力7500kg/h饱和丁二烯蒸汽，2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（1）饱和丁二烯蒸汽：（温度40℃，冷凝潜热为373kJ/kg），冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：水入口温度15℃，出口温度25℃，流量：自己计算（3）允许压强降：不大于150kpa（4）饱和丁二烯定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：丁二烯蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力7500kg/h饱和丁二烯蒸汽，2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）饱和丁二烯蒸汽：（温度40℃，冷凝潜热为373kJ/kg），冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：水入口温度15℃，出口温度25℃，流量：自己计算（3）允许压强降：不大于150kpa（4）饱和丁二烯定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）水平列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（三）设计任务及操作条件1：处理能力3000kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量7000kg/h（3）允许压强降：不大于100kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：吸收塔尾气冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力3t/h吸收塔顶部出来的贫气（温度6℃，压强1.2Mpa,其中含C4约2.0%C6约1.0%其余组分按氮气处理），将其中未被吸收的C4、C6全部冷凝2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）C4、C6：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：盐水（性质按25%的浓度查取）入口温度－4℃，出口温度2℃，流量：自己计算（3）允许压强降：不大于100kpa（4）C4、C6定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）水平列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书十一（一）设计题目：某解吸塔塔顶冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力10t/h解析塔顶部出来的常压饱和蒸汽（近似按全部C4计算），全部冷凝，2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）C4 冷凝温度温度自查，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：自来水入口温度20℃，出口温度30℃，流量：自己计算（3）允许压强降：不大于150kpa（4）C4定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）水平列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书十二（一）设计题目：某有机液冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力40000kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）有机液：入口温度65℃，出口温度50℃（2）冷却介质：自来水20000kg/h 水入口温度25℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）有机液定性温度下的物性数据：ρ=1000Kg/m3，µ=10.0×10-4Pa·sCp=2.261KJ/(Kg·℃)，λ=0.172W/(m·℃)水定性温度下的物性数据：ρ=950Kg/m3，µ=7.42×10-4Pa·sCp=4.187KJ/(Kg·℃)，λ=0.621W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书十三（一）设计题目：某有机液冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力40100kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）有机液：入口温度65℃，出口温度50℃（2）冷却介质：自来水20050kg/h 水入口温度25℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250kpa（4）有机液定性温度下的物性数据：ρ=1000kg/m3，µ=10.0×10-4Pa·sCp=2.261kJ/(kg·℃)，λ=0.172W/(m·℃)水定性温度下的物性数据：ρ=950kg/m3，µ=7.42×10-4Pa·sCp=4.187kJ/(kg·℃)，λ=0.621W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书十四（一）设计题目：某有机液冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力40050kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）有机液：入口温度65℃，出口温度50℃（2）冷却介质：自来水20025kg/h 水入口温度25℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250kpa（4）有机液定性温度下的物性数据：ρ=1000Kg/m3，µ=10.0×10-4Pa·sCp=2.261kJ/(kg·℃)，λ=0.172W/(m·℃)水定性温度下的物性数据：ρ=950kg/m3，µ=7.42×10-4Pa·sCp=4.187kJ/(kg·℃)，λ=0.621W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：某有机液冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力40150kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）有机液：入口温度65℃，出口温度50℃（2）冷却介质：自来水20075kg/h 水入口温度25℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250kpa（4）有机液定性温度下的物性数据：ρ=1000Kg/m3，µ=10.0×10-4Pa·sCp=2.261kJ/(Kg·℃)，λ=0.172W/(m·℃)水定性温度下的物性数据：ρ=950kg/m3，µ=7.42×10-4Pa·sCp=4.187kJ/(Kg·℃)，λ=0.621W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：某有机液冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力40200kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）有机液：入口温度65℃，出口温度50℃（2）冷却介质：自来水20100kg/h 水入口温度25℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250kpa（4）有机液定性温度下的物性数据：ρ=1000kg/m3，µ=10.0×10-4Pa·sCp=2.261kJ/(Kg·℃)，λ=0.172W/(m·℃)水定性温度下的物性数据：ρ=950kg/m3，µ=7.42×10-4Pa·sCp=4.187kJ/(Kg·℃)，λ=0.621W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书十七（一）设计题目：某有机液冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力40250kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）有机液：入口温度65℃，出口温度50℃（2）冷却介质：自来水20125kg/h 水入口温度25℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）有机液定性温度下的物性数据：ρ=1000Kg/m3，µ=10.0×10-4Pa·sCp=2.261kJ/(kg·℃)，λ=0.172W/(m·℃)水定性温度下的物性数据：ρ=950kg/m3，µ=7.42×10-4Pa·sCp=4.187kJ/(Kg·℃)，λ=0.621W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）冷却器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书十八（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力3050kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量7100kg/h（3）允许压强降：不大于150kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力3050kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量7100kg/h（3）允许压强降：不大于150kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力29500kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量6900kg/h（3）允许压强降：不大于150kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十一（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力29500kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式立式列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量6900kg/h（3）允许压强降：不大于150kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十二（一）设计题目：正戊烷蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力29500kg/h 正戊烷饱和蒸汽2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）正戊烷：冷凝温度温度51.7℃，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量6900kg/h（3）允许压强降：不大于150kpa（4）正戊烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）水平列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十三（一）设计题目：原油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力44000Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（2）加热介质：柴油34000Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十四（三）设计题目：原油预热器的设计（四）设计任务及操作条件1：处理能力44050Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（6）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（7）加热介质：柴油34075Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（8）允许压强降：不大于250Kpa（9）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（10）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十五（一）设计题目：原油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力43950Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（2）加热介质：柴油33925Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十六（一）设计题目：原油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力44100Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（2）加热介质：柴油34150Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十七（一）设计题目：原油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力44150Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（2）加热介质：柴油34225Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十八（一）设计题目：原油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力44200Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（2）加热介质：柴油34300Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书二十九（一）设计题目：原油预热器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力43900Kg/h 有机液2：设备形式列管式换热器3：操作条件（1）原油：入口温度70℃，出口温度110℃（2）加热介质：柴油33850Kg/h 水入口温度175℃，出口温度计算（3）允许压强降：不大于250Kpa（4）原油定性温度下的物性数据：ρ=815Kg/m3，µ=30.0×10-4Pa·sCp=2.20KJ/(Kg·℃)，λ=0.128W/(m·℃)柴油定性温度下的物性数据：ρ=715Kg/m3，µ=6.4×10-4Pa·sCp=2.48KJ/(Kg·℃)，λ=0.133W/(m·℃)（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）预热器器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料任务书三十（一）设计题目：脱丁烷塔塔顶蒸汽冷凝器的设计（二）设计任务及操作条件1：处理能力160000Kg/h 正丁烷饱和蒸汽2：设备形式水平列管冷凝器3：操作条件（1）正丁烷：冷凝温度按绝压为1atm查取，冷凝液于饱和温度离开冷凝器（2）冷却介质：井水入口温度32℃，流量7100Kg/h（3）允许压强降：不大于150Kpa（4）正丁烷定性温度下的物性数据：自查（5）每年按330天计，每天24h连续运行（三）设计容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算，及校核3、主要设备工艺尺寸设计（1）立式列管冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积、两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、换热器装备图及工艺流程图（手工绘图要求2号或3号；若计算机绘图要求3号或4号）6、设计评述（四）参考资料。
列管式冷凝器设计
课程设计设计题目冷凝器的设计姓名学号专业班级指导教师2011年1月20日化工原理课程设计任务书专业班级姓名设计题目：列管式换热器设计设计时间:指导老师：设计任务:年处理吨正戊烷的正戊烷冷凝器1.设备型式立式列管式换热器2.操作条件（1）正戊烷：冷凝温度51℃，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器；（2）冷却介质：井水，进口温度32℃，出口温度40℃（3）允许压强降，不大于510Pa（4）每年按330天计算，每天24小时连续运行；(5)设备最大承受压力，p=2.5Mp a设计报告：1.设计说明书一份2.主体设备总装图（1#图纸）一张，带控制点工艺流程图（3#图纸）一张目录摘要 (1)1前言 (2)2 列管式换热器设计方案 (3)2.1 列管式换热器类型的选择 (4)2.1.1 固定管板式换热器 (4)2.1.2 浮头式换热器 (4)2.1.3 U形管换热器 (4)2.1.4 滑动管板式换热器 (4)2.2 流体流动通道的选择 (5)2.3换热器结构的计算 (5)2.3.1热负荷Q： (5)2.3.2平均温度差 (6)2.3.3估算面积 (6)2.3.4 管子初选 (7)2.3.5对流传热系数 (7)2.3.6污垢热阻 (10)2.3.7 总传热系数和计算所需面积 (10)2.3.8壁温的计算 (11)2.4压强降计算 (11)2.4.1管程压强降： (11)2.4.2 壳程压强降 (12)2.5列管式换热器其他结构设计 (13)2.5.1管程结构 (13)2.5.2壳程结构 (14)2.5.3其他重要附件 (14)2.6 换热器材质的选择 (14)2.6.1 碳钢 (15)2.6.2 不锈钢 (15)3列管式换热器的具体计算 (16)3.1试算并初选换热器规格 (16)3.1.1确定流体流动通道 (16)3.1.2流体定性温度、物性以及列管式换热器形式选择 (16)3.1.3 热负荷Q的计算 (16)3.1.4 计算平均温差 (16)3.1.5 初选换热器规格 (17)3.2核算总传热系数 (17)3.2.1 计算管程的对流传热系数 (18)3.2.2计算壳程对流传热系数 (18)3.2.3 确定污垢热阻 (18)3.2.4 核算总传热系数 (18)3.2.5 核算壁温 (19)3.3计算压强降 (19)3.4结构尺寸的确定 (19)3.4.1筒体内径 (20)3.4.2 换热器壁厚设计与液压试验 (20)3.4.3 封头 (22)3.4.4 管板 (23)3.4.5 容器法兰 (23)3.4.6 接管尺寸 (23)3.4.7 接管法兰 (24)3.4.8 管箱长度 (25)3.4.9 折流板 (25)3.4.10 拉杆与定距管 (25)3.4.11 分程隔板与缓冲板 (25)3.4.12 总重量计算 (26)3.5离心泵和风机的选取 (28)附录一 (30)附录二：本书符号说明 (31)4设计总结 (33)参考文献 (34)摘要：列管式换热器在化工、石油等行业中广泛应用。
正戊烷冷凝设计(准确计算)
正戊烷处理设计：处理能力:5.7X10^4吨/年。
冷凝温度51.7℃冷凝液处于饱和温度下离开冷凝器51.7℃。
冷却介质：井水入口温度20℃，出口温度30℃。
允许压降：≤0.5MPa。
每年按330天计算每天24小时连续操作。
正戊烷：密度：596Kg/m³粘度：0.18X10^-3Pa•S定压比热容：2.34KJ/Kg•℃。
井水：密度：994.8Kg/m³粘度：0.725X10^-3Pa•S定压比热容：4.174 KJ/Kg•℃。
正戊烷潜热：347.50KJ/Kg。
(1KW=859.845Kcal/h或者1Kcal/h=1.163W)第一步：选择流径以及推动力计算：井水走管程，正戊烷走壳程。
（逆流）理由如下：①不洁净和易结垢的液体宜在管程。
②腐蚀性流体宜在管程。
③压强高的流体宜在管内。
④饱和蒸汽宜走壳程。
⑤被冷却的流体宜走壳程。
⑥若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将给热系数大的流体通入壳程。
流量小而粘度大的液体一般以壳程为宜。
第二步：热负荷Q ：qm 戊烷=5.7×10^4×10^3/(330×24)Kg/h=7196.97kg/h Q=qm 戊烷×347.5KJ/Kg=2500947KJ/h=694.71KW= =26.3℃（推动力计算）=0 =0.315 Ψ=1（查图表得） 选择固定管板式换热器（原因：51.7℃-26.3℃＜50℃）()()h T s kg h Kg t t Cp Q q m 60/64.16/3.599172030174.42500947122≈==-⨯=-=水）（估逆逆720K 7.36K KW 71.694==∆⨯=∆⨯=s m K Q A p s m A A q u om o 1596360097.71963600122=⨯⨯==ρ 43111095.61018.05961021.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρμo o d s pa m Cp o ••=⨯⨯==-68.2157.01018.02340Pr 3λμ管，壳程参考流速如下表：()()307.51207.51ln 307.51207.51-----=∆逆m t 38.0102121t t T T R --=1212t T t t P --=○1管程给热系数i α： 4311i 1098.310725.08.99438.1021.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρμd i ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=4.0~3.08.0023.0λμμξλαCp u d d i i i i i ℃/5958214.0•=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛m W m μμs m n N d q P i v i /38.1785.02=⋅=μ ○2壳程给热系数o α：430001095.61018.05961021.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρu d ()C m W de W ︒⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=214.03155.001837Pr Re 36.0μμλα 第三步：传热系数校核. ()C m W K ︒⋅=++++=265800005.000058.0000176.018371595811计 20454025.014.3436m l d N A T =⨯⨯⨯⨯==π 2403.26658100071.694m t K Q A m =⨯⨯=∆=ψ计计 125.14045==计A A。
2.8×104吨年正戊烷冷凝器设计
5.2计算流体的定性温度，确定流体的物性数据正戊烷液体在定性温度（51.7℃）下的物性数据（查化工原理附录）：ρ=596kg/m3，μ＝1.8×10-3Pa ·s ，Cp=2.34 kJ/（kg ·℃），λ=0.13 W/（m ·℃），r=357.4KJ/kg ，该冷凝温度对应的压强为174.8775kPa 。
因为冷却剂出口温度自定，而该温度直接影响冷却剂的耗量和换热器的大小，所以此温升为6℃、8℃、10℃,进行设计计算，最后取相对较优方案。
5.2.1温升为6℃时，即t2=31℃,井水的定性温度tm=t1+t2/2=28℃。
两流体的温度差Tm-tm=51.7-28=23.7℃<50℃,故选固定管板式换热器。
1、计算热负荷：m s1=3.8×104×103/330×24=4798kg/h=1.333kg/s Q=m s1r=1.333×357.4=476.4kW由热量守恒，m 2=6186.44.476⨯=18.968kg/s2、计算有效平均温度差 逆流平均推动力逆m t ∆=12211221ln )()(t t T T t t T T -----=(51.725)(51.731)51.725ln51.731-----=23.6℃表5.1 冷热流体定性温度下的物性数据流体温度/℃密度 / (kg/m 3)黏度 / Pa ·s比热容 / [kJ/（kg ·℃）]热导率 / [W/（m ·℃）]正戊烷 51.7 596 0.18×10-3 2.34 0.13 井水289960.836×10-34.1860.6133、选取经验传热系数K =590W/()2m C ∙︒估算换热面积A= K t Qm ⋅∆=6.23590104.4763⨯⨯=34.212m4、初选换热管规格查管壳式热交换器系列标准（JB/T4715-92），立式固定管板式换热器规格如下： 公称直径D ：500mm 管长L ：3.0m实际换热面积A ：37.73m 2 管子直径：φ25mm ×2.5mm管程数N p :2 管数N T :164 管子排列方式：正三角形 则该换热器所要求的传热系数至少为K=m Q t A ∆⋅=6.2373.37104.4763⨯⨯=535()2/W m C 5、核算总传热系数K 0 （1）计算管程传热系数αiV si =m si /ρsi =996968.18=.0190m 3/s⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=24i P T i d N N A π=202.0785.02164⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=0.0257m 2 管内水流速i u =0257.00190.0=0.74m/si Re =iii i u d μρ=310836.074.002.0996-⨯⨯⨯=17633>10000(湍流) 0.836 4.186Pr 5.7090.613i i i i Cp μλ⨯=== 故i α=4.08.0Pr Re 023.0i iid ⨯⨯⨯λ=()4.08.0709.51763302.0613.0023.0⨯⨯⨯=3531()2/W m C （2）计算壳程对流传热系数α0因为立式管壳式换热器，壳程为正戊烷饱和蒸汽冷凝为饱和液体后离开换热器，故可按蒸汽在垂直管外冷凝的计算公式计算α0，在湍流下10.4233240.0077g L t ρλααμγμ⎛⎫⎛⎫∆=⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 现假设管外壁温t w =36.4℃, t ∆=15.3℃湍流下物性用饱和温度51.7℃下的数据，()130.4230.623335969.810.134315.30.007710357.40.18100.18100.00776182.3 1.52α--⎛⎫⨯⨯⨯⨯⎛⎫ ⎪=⨯⨯ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭⨯⎝⎭=⨯⨯ =72.36故α0=1257()2/W m C（3）确定污垢热阻Rso=1.72×10-4()2/m C W (有机液体) Rsi=2.0×10-4()2/m C W （井水） （4）总传热系数0K =m i i i si so d d d d d d R R 0000111λδαα++++=5.2225450025.02025353112025100.21072.112571144++⨯+⨯⨯+⨯+--=612()2/W m C所选换热器的安全系数为（612-440）/440×100%=39.1% 表明该换热器的传热面积裕度符合要求 6、校核壁温和冷凝液流型核算壁温时，一般忽略管壁热阻，按以下近似公式计算011w wso T t t t R Ri iαα--=++000172.0125717.51+-wt =0002.03531128+-w tt w =35.9℃，这与假设基本一致，可以接受核算流型，冷凝负荷1035.0025.0164333.11=⨯⨯==πb m M s 180023001018.01035.044Re 3>=⨯⨯==-μM（符合湍流假设）7、计算压降 （1）计算管程压降()12itps p p p F NN ∆=∆+∆∑（t F 结垢校正系数，p N 管程数，s N 壳程数）取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm ，则/d ε=0.005，Re i=17633,于是034.01763368201.01.0Re 681.023.023.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=d ελpa u d L p i i 1391274.0996034.02221=⨯⨯==∆ρλ818274.0996323222=⨯⨯=⨯=∆i u p ρ对于φ25mm ×2.5mm 的管子t F =1.4，且p N =2，s N =1()()6185124.1818139121=⨯⨯⨯+=∆+∆=∆∑S ptiN NF p p p（2）计算壳程压力()''012s s p pp F N ∆=∆+∆∑（s F 为结垢校正系数，对液体s F =1.15，s N =1为壳程数） 流体流经管束的阻力，2'010(1)2c B u p Ff n N ρ∆=+式中，F 管子排列方式对压力降的校正系数， 1.1 1.112612c T n N ===，126T N = f 0壳程流体的摩擦系数折流板间距B=0.3m ，N B =L/h-1=3/0.3-1=9壳程流通面积A 0=B(D-n c d 0)=0.3×(0.45-12×0.025)=0.045m 200.8330.031/5960.045u m s ==⨯ 0000.0250.031596Re 25660.00018d u ρμ⨯⨯=== 当0Re >500时，0.2280.228005.0Re 5.025660.835f --==⨯= 所以，'210.50.83512(91)5960.031214.35p Pa ∆=⨯⨯⨯+⨯⨯= 流体流经折流板缺口的阻力，2'022(3.5)2B u B p N D ρ∆=-,2'220.35960.0319(3.5) 5.580.452p Pa ⨯⨯∆=⨯-⨯= ()014.35 5.58 1.15122.92p Pa ∆=+⨯⨯=∑可知壳程压降很小，可忽略。
正戊烷冷凝器设计
辽宁科技学院本科生课程设计辽宁科技学院课程设计课程名称：化工原理课程设计题目：正戊烷冷凝器设计专业：环境工程学生姓名：朱延玮班级：环境BG111 学号：641111131 指导教师姓名：潘宁宁设计完成时间：2014年1月8日1目录目录 (2)一．设计任务书 (3)1.设计题目 (3)2. 设计任务及操作条件 (3)二．概述 (4)1.固定管板式换热器 (4)2．填料函式换热器 (5)3．U型管式换热器 (5)4．浮头式换热器 (6)三．主要设备设计计算和说明 (7)1. 确定流体流动空间 (7)2. 计算流体的定性温度，确定流体的物理性质 (7)3. 计算热负荷 (7)4. 计算有效平均温度差 (7)5. 选取经验传热系数K值 (8)6. 估算换热面积 (8)7. 初选换热器规格 (8) (9)8. 计算管程对流传热系数αi9. 计算压降 (11)四．工艺设计计算结果汇总表 (15)五．参考文献 (16)六、设备装置图 (16)一．设计任务书1.设计题目正戊烷冷凝器的设计2.设计任务及操作条件2.1、处理能力：2.0×104t/a正戊烷2.2、设备型式：标准立式列管冷凝器2.3、操作条件（1）正戊烷冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器。
（2）冷却介质：地下水，入口温度20℃，出口温度28℃。
（3）允许压降：不大于105Pa。
（4）正戊烷在51.7℃下的物性数据：ρ=596kg/m3 μ=1.8×10-4Pa.s Cp=2.34kJ/(kg·℃) λ=0.13W/(m·℃) r=357.4kJ/kg（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。
2.4、建厂地址：本溪地区二．概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称热换器。
在热换器中至少需要两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体温度较低，吸收热量。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，它们也是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
nisisi原理课程设计
化工原理课程设计年产2.876×104吨/年正戊烷冷凝器的工艺设计专业：材料化学班级：2014级指导教师：卫粉艳学号：201492104016姓名：宁思思宝鸡文理学院化学化工学院二Ｏ一六年十二月目录1性状及用途 (3)2. 换热器的类型及选择 (3)2.1换热器概述 (3)2.3流径的选择 (6)2.4流速的选择 (7)2.5材质的选择 (7)2.6管程结构 (7)3. 出料换热器（2）设计方案的确定 (8)4. 进出口的物料状态参数 (8)5. 工艺计算 (8)6.换热器主要结构尺寸和计算结果 (15)1性状及用途正戊烷无色液体。
主要用于分子筛脱附和替代氟里昂作发泡剂,用作溶剂,制造人造冰、麻醉剂,合成戊醇、异戊烷等。
2. 换热器的类型及选择2.1换热器概述换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。
按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。
间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。
在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。
该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。
间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。
直接接触式换热器又称混合式换热器。
在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。
该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。
此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。
当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。
此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。
正戊烷冷凝器的工艺设计
正戊烷冷凝器的工艺设计任务书1.设计名称正戊烷冷凝器的设计2.设计条件(1)正戊烷、冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；(2)冷却介质，地下水，流量为100kg/h，入口温度：20℃；(3)允许压强降，不大于510Pa；(4)每年按300天计；每天24 h连续运转。
3.设计任务(1)合理的参数选择和结构设计(2)传热计算和压降计算：设计计算和校核计算4.设计说明书内容(1)传热面积(2)管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核(3)壳体直径(4)结构设计包括壁厚(5)主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管(6)流程图（以图的形式，并给出各部分尺寸）及结构尺寸汇总（以表的形式）(7)评价(8)参考文献四、正戊烷冷凝器的工艺设计报告1.设计题目正戊烷冷凝器的设计2.设计目的通过对正戊烷冷凝器设计，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。
总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
3.课题条件 （1）设计任务 处理能力：100kg/h 。
正戊烷蒸气压力：0.75kgf/cm2，其饱和温度为51.7C ︒，蒸发潜热为 。
kJ/kg 5.347=r 冷却剂：自来软水，进口温度C 201︒=t 出口温度C 35o 2=t （2）操作条件： 生产方式：连续操作生产时间：每年以300天计算，每天24小时冷凝器操作压力为常压，管程和壳程的压力均不大于510Kpa 4.设计描述换热器是许多工业生产中常用的设备,尤其是石油、化工生产应用更为广泛。
在化工厂中常用的换热设备有换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
换热器的类型很多，性能各异，个具特点，可以适应绝大多数工艺过程对换热器的要求。
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。
正戊烷冷凝器的设计(本科)分析
分类号：TQ05 单位代码：密级：一般学号：本科毕业论文（设计）题目：正戊烷冷凝器的设计专业：化学工程与工艺姓名：XXX指导教师：XXX职称：讲师答辩日期：2013年05月25日目录1 概述 (6)1.1 换热器设计和选型要求 (6)1.2 列管换热器结构的确定 (7)1.2.1 列管换热器型式的选择 (7)1.2.2 换热管规格的选择 (7)1.2.3 壳程数和台数 (8)1.3 工艺条件的选择 (8)1.3.1 流体流入空间的选择 (8)1.3.2 流体流向的选择 (8)1.3.3 流速的选择 (9)2 设计任务与设计条件 (10)2.1 设计任务 (10)2.2 设计条件 (10)2.3 管壳程流体的确定 (10)3 换热器的初步计算 (11)3.1 物性数据的确定 (11)3.2 估算传热面积 (11)3.2.1 计算热流量 (11)3.2.2 冷却水用量 (11)3.2.3 计算有效平均温度差 (11)3.2.4 估算传热面积 (12)3.3 传热管数与排列方式确定 (12)3.3.1 管程数和传热管数 (12)3.3.2 平均传热温差校正及壳程数: (12)3.3.3 传热管的分程与排列 (13)3.3.4 分程方法 (14)3.4 壳体内径及壁厚的选择 (15)3.5 折流板 (16)3.6 接管 (16)3.7 封头 (18)3.8 容器法兰 (19)3.9 管板 (19)4 校核计算 (20)4.1 总传热系数核算 (20)4.1.1 壳程表面传热系数 (20)4.1.2 管内表面传热系数 (20)4.1.3 污垢热阻和管壁热阻 (21)4.1.4 总传热系数 (21)4.2 压降校核 (21)4.3 壁温与冷凝液流型核算 (23)4.3.1 壁温核算 (23)4.3.2 冷凝液流型核算 (24)5.设计结果汇总表 (25)6 总结 (27)谢辞 (29)列管式换热器的设计摘要：本设计以正戊烷为热流体，循环水为冷流体。
课程设计---正戊烷冷凝器的设计
江汉大学化工原理课程设计说明书化学与环境工程学院化工系化学工程与工艺专业题目：2.0×104 吨/年正戊烷冷凝器的设计名：学号：指导老师：周富荣老师起止时间： 2012.12.31—2013.1.13任务安排设计任务和操作条件1.操作条件（1）正戊烷冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；（2）冷却介质为地下水，流量为70000kg/h，入口温度： 24℃；（3）允许压强降不大于105Pa；（4）每年按300天计；每天24 h连续运转。
2.处理能力:2.0×104t/a正戊烷3.设备型式：卧式列管冷凝器设计内容1、设计方案简介；2、换热器的工艺计算；3、换热器的主要结构尺寸的设计计算；4、校核计算。
设计说明书内容1. 目录2. 概述3. 热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等）4. 结构设计与说明5. 设计总结6. 参考文献7. 附工艺流程图及冷凝器装配图一张目录1.1概述 (1)1.2 确定物性数据 (2)1.2.1 确定流体流动空间 (2)1.2.2 流体定性温度，确定流体流动的物性数据 (2)1.3 估算传热面积 (3)1.3.1 热负荷 (3)1.3.2 有效平均温度差 (3)1.3.3 估算传热面积 (3)1.4 工艺结构尺寸 (3)1.4.1 管径和管内流速 (3)1.4.2 管程数和传热管数 (4)1.4.3 传热管排列和分程方法 (4)1.4.4 壳体内径 (4)1.4.5 接管 (5)1.4.6其他附件 (5)1.5 初选换热器规格 (6)1.6 换热器核算 (7)1.6.1 计算总传热系数 (7)1.6.2 传热面积裕度 (8)1.6.3 核算壁温 (8)1.6.4 计算压降和核算 (9)1.7 汇总表 (10)设计总结 (12)参考文献 (13)附换热器装配图 (13)1.1概述换热器是化学工业，石油工业及其他一些行业中广泛使用的热量交换设备，它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要的地位。
正戊烷换热器
标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）计算传热量，并确定第二种流体的流量（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取经验传热系数（7）计算传热面积（8）查换热器标准系列，获取其基本参数（9）校核传热系数，包括管程、壳程对流给热系数的计算。
假如核算的K与原选的经验值相差不大，就不再进行校核。
若相差较大，则需重复（6）以下步骤（10）校核有效平均温度差（11）校核传热面积（12）计算流体流动阻力。
若阻力超过允许值，则需调整设计。
非标准系列化列管式换热器的设计计算步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）计算传热量，并确定第二种流体的流量（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍（9）选取管长（10）计算管数（11）校核管内流速，确定管程数（12）画出排管图，确定壳径和壳程挡板形式及数量等（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。
若阻力超过允许值，则需调整设计。
正戊烷立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）一、设计任务1.处理能力：2.376×104t/a正戊烷；2.设备形式：立式列管式冷凝器。
二、操作条件1.正戊烷：冷凝温度51.7℃，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器；2.冷却介质：为井水，流量70000kg/h，入口温度32℃；3.允许压降：不大于105Pa；4.每天按330天，每天按24小时连续运行。
正戊烷冷凝器的设计
2.9*10^4吨/年正戊烷换热器的设计目录1.1概述 (2)1.2任务安排 (4)1.3确定物性数据 (4)1.3.1确定流体流动空间 (4)1.3.2计算流体的定性温度，确定流体流动的物性数据 (4)1.4初选换热器规格 (5)1.4.1初选换热器规格 (6)1.4.2核算总传热系数 (6)1.4.3计算压强降 (7)1.4.4核算总传热系数 (7)1.5结构设计 (8)1.5.1 列管式换热器概述 (8)1.5.2 传热管排列和分程方 (10)1.6总结表 (16)1.6.1工艺设计汇总表 (16)1.6.2设备结构设计 (17)1.6.3主要零部件汇总表 (18)1.1概述换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、过热器等。
依据传热原理和实现热交换的方法可分为间壁式、混合式、蓄热式三类。
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。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求。
（1）合理地实现所规定的工艺条件传热量、流体的热力学参数（温度、压力、流量、相态等）与物理化学性质（密度、粘度、腐蚀性等）是工艺过程所规定的条件。
（2）安全可靠换热器是压力容器，在进行强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命计算时，应遵照我国《钢制石油化工压力容器设计规定》与《钢制管壳式换热器设计规定》等有关规定与标准。
（3）有利于安装、操作与维修直立设备的安装费往往低于水平或倾斜的设备。
设备与部件应便于运输与装拆，在厂房移动时不会受到楼梯、梁、柱的妨碍，根据需要可添置气、液排放口，检查孔与敷设保温层。
（4）经济合理评价换热器的最终指标是：在一定的时间内（通常为1年）固定费用（设备的购置费、安装费等）与操作费（动力费、清洗费、维修费等）的总和为最小。
在设计或选型时，如果有几种换热器都能完成生产任务的需要，这一指标尤为重要。
1.2任务安排1.处理能力：2.9*10^4吨/年正戊烷2.设备形式：立式列管冷凝器3.操作条件(1)正戊烷：冷凝温度51.7℃冷凝液于饱和温度下离开冷凝器41.7℃（2）冷却介质：井水，入口温度25℃，出口温度33℃（3) 允许压强降：不大于10^5Pa(4)每年330天计，每天24小时连续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。
一种用于正戊烷塔的顶冷凝器[实用新型专利]
![一种用于正戊烷塔的顶冷凝器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cc48a816f705cc1754270987.png)
专利名称：一种用于正戊烷塔的顶冷凝器专利类型：实用新型专利
发明人：韩俊
申请号：CN202021937190.7
申请日：20200908
公开号：CN212870808U
公开日：
20210402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及冷凝器技术领域，且公开了一种用于正戊烷塔的顶冷凝器，包括冷却罐，冷却罐外侧顶部设置有热气进口，冷却罐外侧底部设置有液体出口，冷却罐的一端设置有冷却水进口，冷却罐的一端且位于冷却水进口的上方设置有冷却水出口，所述冷却罐的底部固定安装有两个支撑底座，每个所述支撑底座的两侧均固定安装有固定罩。
该种用于正戊烷塔的顶冷凝器，通过设置支撑底座、伸缩支架、立柱、固定底座和固定罩等装置，可以将四个伸缩支架抽取出来，然后通过固定螺栓贯穿圆孔并与螺纹孔固定连接，使伸缩支架的位置固定，固定完成后将配重块活动套接在立柱的外侧，增加冷却罐底部的重量，避免因为重心过高造成冷凝器倾覆。
申请人：茂名市银峰石化有限公司
地址：525030 广东省茂名市高新技术产业开发区银峰北路33号
国籍：CN
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2009级化学工程与工艺专业《化工原理》课程设计说明书题目：2.0×104吨/年正戊烷冷凝器的设计姓名：班级学号：指导老师：同组学生姓名：完成时间：2012年5月18日《化工原理》课程设计评分细则评审单元评审要素评审内涵评审等级检查方法指导老师评分检阅老师评分设计说明书35% 格式规范是否符合规定的格式要求5-4 4-3 3-2 2-1格式标准内容完整设计任务书、评分标准、主要设备计算、作图、后记、参考文献、小组成员及承担任务10-8 8-6 6-4 4-1设计任务书设计方案方案是否合理及是否有创新10-8 8-6 6-4 4-1计算记录工艺计算过程计算过程是否正确、完整和规范10-8 8-6 6-4 4-1计算记录设计图纸30% 图面布置图纸幅面、比例、标题栏、明细栏是否规范10-8 8-6 6-4 4-1图面布置标准标注文字、符号、代号标注是否清晰、正确10-8 8-6 6-4 4-1标注标准与设计吻合图纸设备规格与计算结果是否吻合10-8 8-6 6-4 4-1比较图纸与说明书平时成绩20%出勤计算、上机、手工制图10-8 8-6 6-4 4-1现场考察卫生与纪律设计室是否整洁、卫生、文明10-88-6 6-4 4-1答辩成绩15% 内容表述答辩表述是否清楚5-4 4-3 3-2 2-1现场考察内容是否全面5-4 4-3 3-2 2-1回答问题回答问题是否正确5-4 4-3 3-2 2-1总分综合成绩成绩等级指导老师评阅老师（签名）（签名）年月日年月日目录1．设计任务书 (4)1-1设计题目 (4)1-2设计任务及操作条件 (4)1-3设计说明书的内容 (4)1-4设计图要求 (4)2．主要设备设计计算和说明 (5)2-1 确定流体流动空间 (5)2-2 确定流体的物理性质 (5)2-3 计算热负荷 (5)2-4 计算有效平均温度差 (5)2-5 选取经验传热系数K值 (6)2-6 估算换热面积 (6)2-7 工艺结构尺寸 (6)2-8 初选换热器规 (7) (8)2-9 计算管程对流传热系数i2-10计算压降 (9)3．工艺设计计算结果汇总表 (11)4．参考文献 (12)后记 (13)一、设计任务书1.设计题目：正戊烷冷凝器的设计。
设计课题工程背景：炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷，以此为原料设计一正戊烷冷凝器。
2.设计任务及操作条件（1）处理量： 2.0×104吨/年（2）正戊烷冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；（3）冷却介质，地下水，入口温度：20℃；（4）允许压强降：不大于105Pa（5）每年按330天计，每天24小时连续运行（6）设备型式立式列管冷凝器（7）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选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算；④绘制换热器总装配图。
3.设计说明书的内容（1）课程名称、首页、目录及页码；（2）简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等；（3）热量衡算及初步估算换热面积；（4）冷凝器的选型及流动空间的选择；（5）工艺流程图；（6）冷凝器的校核计算；（7）结构及附件设计计算；（8）冷凝器的主要数据一览表；（9）设计结果评价；（10）附立式列管冷凝器总装图。
4.设计图要求A2图纸绘制冷凝器装配图一张、两个局部放大图。
CAD图自由选做1-2个部件。
二、主要设备设计计算和说明1. 确定流体流动空间冷水走管程，正戊烷走壳程，有利于正戊烷的散热和冷凝。
2. 计算流体的定性温度，确定流体的物理性质。
正戊烷液体在定性温度（51.7℃）下的物性数据：ρ=596kg/3m ，s a 108.14-⋅⨯=P μ，C =2.34KJ/(kg P ⋅℃），0.13/m W λ=⋅℃（），r=35.7/KJ kg 。
井水的定性温度：入口温度1t =20℃，出口温度为23℃。
43s1m =2.01010/330242525.25/0.701/kg h kg s ⨯⨯⨯==12122s s P m rt t m C =+ 219.97/s m kg s =井水的定性温度为(2023)/221.5m t =+=℃两流体的温差51.721.530.2m m T t -=-=<50℃℃，故选固定管式换热器。
两流体在定性温度下的物性数据见下表 流体温度 /℃密度 /(kg/3m )黏度/mPa s ⋅比热容[]//(KJ kg ⋅℃） 热导[]//(W m ⋅℃）正戊烷 51.7 596 0.18 2.34 0.13 井水 21.59980.98384.1820.6013. 计算热负荷1m 0.701357.4250.54s Q r =⨯=⨯= kW4. 计算有效平均温度差逆流温差 [](51.720)(51.723)30.2ln (51.720)/(51.723)m t ---∆==--℃5. 选取经验传热系数K 值根据管程走井水，壳程走正戊烷，总传热系数2K 470815W /m =⋅℃）～（，现暂取K=5002W /m ⋅℃）（。
6. 估算换热面积32m 250.5410==16.59m t 50030.2Q A K ⨯=∆⨯7.工艺结构尺寸 ①管径和管内流速管径为φ25mm ⨯2.5mm ，管内流速为u i =1.0m/s 。
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 n s =2i i v0.785d u =219.97/9980.7850.02 1.0⨯⨯≈64（根）按单程管计算所需换热管的长度L L=s 016.59 1.15=4n d 64 3.140.025S π⨯≈⨯⨯m取传热管长l=2m ，则该换热器的管程数为P N =4/2=2 (管程) 传热管的总根数T N =64⨯2=128 （根） ③壳体内径采用两管程结构，取管板利用率η=0.7，则壳体内径 D=1.05t / 1.0532128/0.7T N η=⨯≈450mm ④折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为h=0.25⨯450=112.5，取h=113mm 。
取折流板间距为B=0.34D=0.34⨯450=153mm 。
则折流板数N B =传热管长折流板间距—1=2000153—1≈12 （块） 折流板圆缺水平面安装⑤拉杆直径为φ12mm ，壳程入口应设置防冲挡板。
⑥壳程流通截面积和壳程流体流速 壳程流通截面积000d 0.025(1=0.1530.451)0.0151t 0.0322525.25/(3600596)0.0780.0151S BD u =-⨯⨯-=⨯==壳程流体流速）（⑦接管a 壳程接管 进口接管 取接管内蒸汽流速为10m/s,则接管内径1440.7011394.76 3.1410V D u π⨯===⨯⨯mm 出口接管 取结管内的液体流速为1.5m/s ，则接管内径2440.701==32mm u 596 3.14 1.5V D π⨯≈⨯⨯ b 管程水进出口接管 取接管内水流速为1m/s,则接管内径 d 4419.97==u 998 3.141V π⨯⨯⨯=160mm8. 初选换热器规立式固定板式换热器的规格如下：公称直径D ：450mm 管长L ：2.0m公称换热面积A ：20 2m 管子直径：φ25mm ⨯2.5mm 管程数P N ： 2 管子排列方式：正三角形 管数T N ：128 换热器的实际换热面积200n d 0.1)128 3.140.025(20.1)19.0912A L m π=-=⨯⨯⨯-=（3200250.5410434.5/(19.091230.2Q K W m A t ⋅⨯===∆⨯℃）9. 计算管程对流传热系数i α①计算管程对流传热系数i αi si 19.97=m /0.020998i V ρ==m 3/s 222i i ii i 330.80.42128=)(d =0.7850.02=0.020m 42==1.0m/s 0.02 1.0998Re 20288.70.00098384.182100.983810Pr 6.850.6010.023Re Pr 4165.4/()T P i i ii i i ii Iii iN A N V A d u Cp W m d πμρμμλλα-⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯=====⋅℃（）②计算壳程对流传热系数0α231/40 1.13[]r g L tρλαμ=∆现假设管外壁温w t =30℃，则冷凝液膜的平均温度为s w 0.5t +t =0.551.5+30=40.75（）（）℃，在此温度下的物性沿用饱和温度51.7℃下的数据，在层流下：231/420 1.13[]869.3/(r g W m L tρλαμ==⋅∆℃）③确定污垢热阻4242si 1.7210m =1.7210m SO R R --=⨯⋅⨯⋅℃/W(有机液体）℃/W （井水)④总传热系数0K 碳素钢：w λ=45w/⋅℃）（m20w 1=526.3/(m )1()o si o o so i i i m oK W d R d bd R d d d αλα=⋅++++℃所选用换热器的安全系数为：[]526.3434.5)/434.521.1%-=（ 表明该换热器的传热面积裕度符合要求。
⑤核算壁温与冷凝液流型核算壁温时，一般忽略管壁热阻，按以下近似计算公式计算w 0si0t =30.111+w ws iT t t t R R αα--=⇒+℃这与假设基本一致，可以接受。
核算流型，冷凝负荷0.7010.06983.140.025128440.06987Re 15511800(0.00018s m M b M μ===⨯⨯⨯===＜符合层流假设)10. 计算压降 ①计算管程压降12t p s t p s i 0.23i2i 1i 2i 2t p s 12t ()0.1mm /0.005,Re =20288.768=0.1+=0.033dRe u p ==1646.7ad 2u p =3=1497a225mm 2.5mm =1.4=2=1()iipp p F N N F N N d L P P F N N pp p F N εελρλρφ∆=∆+∆=⨯∆∆⨯∆=∆+∆∑ （结垢校正系数，管程数，壳程数）取碳钢的管壁粗糙度为，则而，于是（）对于的管子有，且，p s =aN P ∑8802.36②计算壳程压力降 壳程为恒温恒压蒸汽冷凝，其压降可忽略。
由此可知，所选换热器合适。
三、工艺设计计算结果汇总表换热器主要工艺结构参数和计算结果一览表参数管程壳程流率kg/h 71892 2525.25 温度（进/出)/℃20/23 51.7/51.7物性参数定性温度/℃21.5 51.7 密度/(kg/m3) 998 596 比热容/〔kJ/kg/℃）〕 4.182 2.34 黏度/mPa·s 0.9838 0.18 热导率/〔W/(m·℃)〕0.601 0.13 普朗特数 6.85设备结构参数型式固定管板式台数 1壳体内径/mm 450 壳程数 1管子规格φ25mm×2.5mm 管心距/mm 32 管长/mm 2000 管子排列正三角形管子数目/根128 折流板数/块12 传热面积/m219.0912 折流板距/mm 153 管程数 2 材质碳钢主要计算结果管程壳程流速/(m/s) 1 0.078 传热膜系数/〔W/(m2·℃)〕4165.4 869.3 污垢热阻/(m2·℃/W) 0.000172 0.000172 热负荷/Kw 250.54传热温差/℃30.2传热系数/〔W/(m2·℃)〕526.3裕度/% 21.1四、参考文献1.上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 北京：化学工业出版社，19862.柴诚敬，张国亮等. 化工原理. 天津：高等教育出版社，20103.卢焕章等.石油化工基础数据手册，北京：化学工业出版社，19824.付家新，王为国，肖稳发主编. 化工原理课程设计，北京：化学工业出版社，20105.时钧，汪家鼎等. 化学工程手册，. 北京：化学工业出版社，1986后记通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关设计冷凝换热器方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。