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1、 设计题目： 甲醇冷凝冷却器的设计 系 别 专 业： 学生姓名: 学 号: 起迄日期: 2015年06 月 03日 2015年06 月 13 日 指导教师: 化工原理课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：设计方案设计任务及条件（1） 处理能力 10600kg/h甲醇 （2） 设备形式 列管式换热器（3） 操作条件 甲醇：入口温度64，出口温度50，压力为常压。 冷却介质：循环水，入口温度30，出口温度40，压力为0.3MPa。 允许压降：不大于105Pa。 每年按330天计，每天24小时连续运行。化工原理课程设计任务书2对课程设计成果的要求包括图表、实物等
2、硬件要求：图表物料甲醇水温度 入口6430出口5040质量流量kg/h106009562设计压力(MPa)常压0.33主要参考文献： 柴诚敬 主编 化工原理（高等教育出版社） 贾绍义 柴诚敬 主编 化工原理课程设计（天津大学出版社）4课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容12015.6.32015.6.5设计实验内容和要求22015.6.52015.6.8按设计任务和条件计算实验结果32015.6.82015.6.13完成电子稿的设计主指导教师日期： 年 月 日课程设计说明书 设计名称 化工原理课程设计 2015 年 6 月 3 日化工原理课程设计说明书 目 录 （一）课程设计
3、的任务和要求：设计方案1 （二）对课程设计成果的要求：图表2 （三）主要参考文献2 （四）课程设计工作计划进度2 （五）设计计算过程511 （六）计算结果列表121、 设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、 设计任务及操作条件 处理能力 10600kg/h甲醇。设备形式 列管式换热器操作条件 甲醇：入口温度64，出口温度50，压力为常压。 冷却介质：循环水，入口温度30，出口温度40，压力为0.3MPa。 允许压降：不大于105 Pa。 每年按330天计，每天24小时连续运作。3、 设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。设 计 方 案1确定设计方案（1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体
4、进口温度64，出口温度50冷流体。冷流体进口温度30，出口温度40。从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。（2）流动空间及流速的确定 由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆流。选用25mm2.5mm的碳钢管，管内流速取ui = 0.5m/s。 2、确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 壳程甲醇的定性温度为： 管程循环水的定性温度为： 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 甲醇在57下的有关物性数据如下： 密
5、度 o=755.77 kg/m3定压比热容 cpo=2.629kJ/(kg)导热系数 o=0.1919W/(m)粘度 o=0.00039 Pas循环水在35下的物性数据： 密度 i=994kg/m3定压比热容 cpi=4.08 kJ/(kg)导热系数 i=0.626 W/(m)粘度 i=0.000725 Pas3计算总传热系数 （1）热流量 （2）平均传热温差 （3）冷却水用量 （4）总传热系数K 管程传热系数 2733.2W/(m2)壳程传热系数 假设壳程的传热系数o = 800 W/(m2)； 污垢热阻为Rsi = 0.000344 m2/W Rso = 0.000172 m2/W管壁的导
6、热系数=45 W/(m)总传热系数K =423W/(m2)4、计算传热面积 考虑15的面积裕度，S=1.15S=1.1511.69=13.44m25、工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速及管长 选用25mm2.5mm传热管(碳钢)，取管内流速ui =0.5m/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 按单程管计算，所需传热管长度为按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。若取传热管长L=6m，换热器管程数为2，则 每程管数为=15根管内流速 （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、双管程结构查温差校正系数图表。可得 平均传热温差（4）传热管排列和分
7、程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25 d0，则 t=1.2525=31.2532mm横过管束中心线的管数（5）壳体内径 采用双管程结构，取管板利用率=0.7，则壳体内径为 圆整可取D180mm （6）折流档板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的33.3，则切去的圆缺高度为h33.318059.94mm 取折流板间距B0.5D，则B0.518090mm 折流板数为 折流挡板圆缺面水平装配。 （7）接管 壳程流体进出口接管取接管内甲醇流速为 u13.5m/s，则接管内径为 圆整后可取内径为50mm。 管程流体进出口接管取接管内
8、循环水流速 u21.2 m/s，则接管内径为 圆整后可取内径为60mm。6换热器核算 （1）热量核算 壳程对流传热系数 对圆缺形折流板，可采用凯恩公式 当量直径，由正三角形排列得 壳程流通截面积 壳程甲醇流速及其雷诺数分别为 普兰特准数 粘度校正 管程对流传热系数 当Rei 10000，时可采用公式管程流通截面积管程循环水流速及其雷诺数分别为 普兰特准数传热系数K传热面积S该换热器的实际传热面积Sp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）换热器内流体的压力降 管程流动阻力 由Re32356，传热管相对粗糙度，查莫狄图得i0.035W/m，流速ui1.18m/s
9、，994 kg/m3，所以 管程压力降在允许范围之内。壳程压力降流体流经管束的阻力 流体流过折流板缺口的阻力 壳程压力降也在允许压力降范围内。 经上述计算和核算，可知所选工艺参数符合条件，即设计的换热器能满足生产要求。 设计结果设备名称甲醇冷凝冷却器换热器形式列管式换热器设备型号G300-2.5-12.1工艺参数序号名称单位管程壳程1物料名称循环水甲醇2操作压力Pa0.3Mpa常压3操作温度30进/40出64进/50出4流量kg/h9562106005流体密度kg/m3994755.776定压比热容kJ/(kg)4.082.6297流速m/s1.180.868传热量W1083739平均温度差2
10、0.610总传热系数W/m2K49711换热面积m22112传热系数W/（m2）5435185113污垢系数m2K/W0.000344210.00017214阻力降kPa10.314.315程数2116使用材料碳钢碳钢17直径mm252.518018长度mm600019管子规格18根，管间距32mm，排列20折流档板规格66块，间距90mm，切口水平高度33.3%21说明：参照标准JB/T4715-92主要符号说明甲醇的定性温度T循环水定性温度t甲醇密度o循环水密度i甲醇定压比热容cpo循环水定压比热容cpi甲醇导热系数o循环水导热系数i甲醇粘度o循环水粘度i甲醇流量wo循环水流量wi热负荷Q
11、o平均传热温差总传热系数K管程雷诺数Re温差校正系数管程、壳程传热系数、初算初始传热面积传热管数初算实际传热面积S管程数壳体内径D横过中心线管数折流板间距B管心距t折流板数NB接管内径、管程压力降当量直径壳程压力降面积裕度H换热器壁面内、外侧的污垢热阻Rsi、Rso管板利用率切去的圆缺高度h壳程流通截面积So普兰特准数Pr换热器实际传热面积Sp二、在任何事情上都不要觉得自己受了多大的委屈，哭哭啼啼和别别扭扭改变不了糟糕的现状。心子开一点，认真地该干啥干啥，反倒走得顺畅许多。扛得住多少东西，最后就会得到多少东西，大致就是这么个理儿吧。三、生命本没有意义，你要能给他什么意义，他就有什么意义。与其终
12、日冥想人生有何意义，不如试用此生做点有意义的事。四、爱怕沉默。太多的人，以为爱到深处是无言。其实，爱是很难描述的一种情感，需要详尽的表达和传递。五、有些路，只能一个人走。六、有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。七、有些决定，只需要一分钟，可是，却会用一辈子，去后悔那一分钟。八、“忽然想通了”,这五个字说来简单，要做到可真不容易。我佛如来在菩堤树下得道，就因为他“忽然想通了”.达摩祖师面壁十八年，才总算“忽然想通了”.无论什么事，你只要能“忽然想通了”,你就不会有烦恼，但达到这地步之前，你一定已不知道有过多少烦恼。九、如果他总为别人撑伞，你何苦非为他等在雨中。十、我对前任的感觉
13、很简单，哪怕他的女朋友来我面前秀恩爱，我也不会觉得烦。就像在看别人吃一碗很香的卤肉饭，吧唧嘴巴弄得很大声，但我自己心里是明白的：我吃过那种饭，其实没那么好吃。十一、为什么我们总是不懂得珍惜眼前人？在未可预知的重逢里，我们以为总会重逢，总会有缘再会，总以为有机会说一声对不起，却从没想过每一次挥手道别，都可能是诀别，每一声叹息，都可能是人间最后的一声叹息。十二、我在最好的时候碰到你，是我的运气。可惜我没时间了。想想，说人生无悔，都是赌气的话。人生若无悔，那该多无趣啊。我心里有过你。可我也只能到喜欢为止了。十三、我说不出来为什么爱你，但我知道，你就是我不爱别人的理由。十四、当你在转圈的时候，这个世界
14、很大，当你勇往直前，这个世界就很小。十五、现在男女之间的恋爱，总是答应太快，结果分手也快。人性的规律是容易得到的就容易放弃。凡是通过努力得到的，不管是感情还是物品，都会使人顿生珍惜之感。所以在感情上，当有人追求时，内心的一份矜持是必要的，即使心里很爱，也需要给追求者时间和难度，这样两人走到一起才会珍惜感情、地久天长。十六、我从来不会在分手很久后才会哭，因为不值。十七、高兴呢，就允许自己高兴一天；难过呢，也允许自己难过一天。关键是这一天过去了，你得继续往前走。十八、对于世界而言，你是一个人；但是对于某个人，你是TA的整个世界。十九、我们渐渐的放开了对方的手二十、为爱投入不应该被苛责，只是忘记自己
15、却是爱情里的最大弊病，也许，爱情里最好的状态不是牺牲与忍让，而是站在可以看到彼此的位置里，在对方的眼里可以看到最真实的自己。二十一、人生一世，总有个追求，有个盼望，有个让自己珍视，让自己向往，让自己护卫，愿意为之活一遭，乃至愿意为之献身的东西，这就是价值了。二十二、“做自己”很难，但更难的是遇到能接受你“做自己”的人。二十三、只有在你最落魄时，才会知道谁是为你担心的笨蛋，谁是形同陌路的混蛋。二十四、老天在送你一个大礼物时，都会用重重困难做包装。二十五、很奇妙的一种感觉是，曾经的陌生人，突然之间成为了你的整个世界。我们不可能再有一个童年；不可能再有一个初中；不可能再有一个初恋；不可能再有从前的快
16、乐、幸福、悲伤、痛苦。昨天，前一秒，通通都不可能再回去。生命原来是一场无法回放的绝版电影！二十六、有时阳光很好，有时阳光很暗，这就是生活。二十七、再多的“我爱你”也抵不过一句“分手吧”二十八、失望，有时候也是一种幸福。因为有所期待，所以才会失望。因为有爱，才会有期待。所以纵使失望也是一种幸福，虽然这种幸福有点痛。二十九、当生活给你设置重重关卡的时候，再撑一下，每次地咬牙闯关过后，你会发现想要的都在手中，想丢的都留在了身后。三十、人生没有真正的绝望。树，在秋天放下了落叶，心很疼。可是，整个冬天，它让心在平静中积蓄力量。春天一到，芳华依然。只要生命还握在手心，人生就没有绝望。人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。一时的成败得失对于一生来说，不过来了一场小感冒。心若累了，让它休息，灵魂的修复是人生永不干枯的希望。- 16 -试题和教育