化工原理课程设计苯冷却器的设计docWord文件下载.docx
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4、计算出热面积--------------------------------------
5、工艺结构尺寸的计算-----------------------------
6、换热器核算-----------------------------------------
3、设计课汇集-----------------------------------------------
4、评价--------------------------------------------------------
5、参考文献--------------------------------------------------
一.设计任务
（1）设计题目：
苯冷却器的设计
（2）工艺要求及操作条件
1.处理能力：
6000kg/h
2.设备形式：
列管式换热器
3.操作条件
a.苯入口温度70℃，出口温度30℃。
b.冷却剂：
循环水，入口温度20℃，出口温度30℃。
c.允许压差：
不大于105Pa。
d.苯定性温度下的物性数据：
查阅化工原理附录。
（3）设计要求：
1.设计计算列管式换热器的热负荷、传热面积、换热管、壳体、管板、封头、隔板及接管等。
2.绘制列管式换热器的装配简图。
3.编写课程设计说明书。
苯的定性温度：
密度
ρ0＝876.5kg/m3
定压比热容
Cp0＝1.68kJ/kg℃
热导率
λ0＝0.138W/m℃
粘度
μ0＝0.00044Pa﹒s
水的定性温度：
ρi＝996.95kg/m3
Cpi＝4.178kJ/kg℃
λi＝0.61W/m℃
μi＝0.000903Pa﹒s
（3）计算总传热系数
1.热流量
kJ/h=112KW
2.平均传热温差
=（△t1-△t2）/㏑（△t1/△t2）=（40-10）/㏑（40/10）=27.3℃
式中：
℃,℃
3.冷却水用量
（kg/h）
4.总传热系数
管程传热系数
W/（m2·
℃）
壳传热系数
假设壳程的传热系数W/（m2·
℃）；
污垢热阻
管壁的导热系数W/（m2·
=
=83W
（4）计算传热面积
=（㎡）
考虑15%的裕度面积，（㎡）
（5）工艺结构尺寸
1.管径和管内流速
选用传热管（碳钢），取管内流速m/s。
2.管程数和传热管数
依据传热管内径和流速确定单程传热管数
（根）
按单程管计算，所需传热管长度为
（m）
按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
现取传热管长L=6（m）,则该换热器管程数为
（管程）
传热管得总根数（根）
3。
平均传热温差校正及壳程数
平均传热温差校正系数
按单壳程双管程结构温差校正系数应查有关图表。
有图表可得到
平均传热温差
（℃）
4.传热管排列和分程方法
采用组合排列法，即每程内均安正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
取管心距，则
（mm）
横过管束中心线的管数
（根）
5.壳体内径
采用多管程结构，取管板利用率则壳体内径为
6.折断板
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（mm）,故可取（mm）。
取折流板间距，则
（mm）,可取B=100（mm）。
折流板数（块）
折流板圆缺面水平装配。
7.接管
壳程流体进口接管：
取接管内油品流速为u=1.0m/s,则内管内径为
（m）
取标准管径为50mm。
管程流体进出口接管：
取管接管内循环水流速m/s,则接管内径为
（m）。
取标准管径为80mm。
（6）换热器核算
1.热量核算
（1）壳程对流传热系数对圆缺折流板，可采用克恩公式
当量直径，有正三角形排列得
壳程流通截面积
壳程立体流速及其雷诺数分别为
（m/s）
普兰特准数
粘度校正
管程对流传热系数
管程流通截面积
管程流体流速
（m/s）
（3）传热系数K
（4）传热面积S
该换热器的面积裕度为
传热面积裕度合适该换热器能够完成生产任务。
2.换热器内流体的流动阻力
，
由=12807，传热管相对粗糙度，查莫迪图得W（m·
℃），流速，所以
（Pa）
<
10kPa
管程流动阻力在允许范围之内。
（2）壳程阻力
流体流经管束的阻力
流体流过折流板缺口的阻力
B=0.15，D=0.45
总阻力
（Pa）<
（3）换热器主要结构尺寸和计算结果见表
换热器型式：
固定官板式
管口表
化热面积（m2）：
符号
尺寸
用途
连接型式
工艺参数
a
名称
管程
壳程
b
物料名称
c
操作压力，Mpa
d
操作温度,℃
e
流量，kg/h
f
流体密度,kg/m3
流速,m/s
管子规格
材料：
碳钢
传热量,kW
管间距，mm
排列方式
正三角形
程数
2
1
折流板型式：
间距
阻力降
切口高度
管数
总传热系数
管长
壳体内径
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