1、 课程设计课程设计题目： 纯苯冷却器设计 系 部： 生物与化学工程系 专 业： 应用化学 学 生 姓 名： 全君 班 级： 化 B051 学号 26 指导教师姓名： 职称 职称 设计完成时间 ： 2013 年 7 月 10 课程设计成绩评定表系（部）： 学生姓名 学 号 班 级专 业 指导教师姓名设计题目评语：（包括以下方面，学习态度、工作完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；综合运用知识能力和创新能力；）设计表现（20 分） 分值：规范性(25 分) 分值：基础理论和专门知识(25 分) 分值：答辩(30 分) 分值：合 计 分值：评定成绩 分值：指导教师签字：
2、 年 月 日化工原理课程设计任务书一、设计题目：纯苯冷却器设计二、设计任务及操作条件:1 、设计任务：处理能力： 20000kg/h 设备型式： 列管式 2、操作条件： 纯苯液：入口温度 80 ，进口温度为 55 ； 1 C0C0冷却介质：35 （入口）循环水； 2允许压强降：管、壳程压强降不超过 10Kpa; 33、物性参数：物性流体温度kg/mmPasCpkJ/(kg )C0W/(m0)kJ/kg苯 67 828.6 0.352 1.841 0.129 394水 39 1000 0.67 4.174 0.632 22583.设计计算内容：（1）传热面积、换热管根数；（2）确定管束的排列方式
3、、程数、折流板等；（3）壳体的内径；（4）冷热流体进出口管径；（5）核算总传热系数；（6）管壳程流体阻力校核；4设计成果；（1）设计说明书一份；（2）换热器工艺条件图；三、设计内容及时间安排设计动员 0.5 天1、概述2、设计方案的选择3、确定物理性质数据 0.5 天4、设计计算内容：计算总传热系数；计算传热面积 1.5 天5、主要设备工艺尺寸设计（1）管径尺寸和管内流速的确定（2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定（3）接管尺寸的确定 1 天6、设计结果汇总7、换热器工艺条件图 1 天8、设计评述答辩 0.5 天四、图纸要求列管式换热器工艺条件图五、参考资料1.上海医药设计院。化工工艺设计
4、手册(上、下).北京：化学工业出版社，1986目录程设计成绩评定表 .II化工原理课程设计任务书 .3第 1 章 概述 .7第 2 章 设计条件及主要物性参数 .721 设计条件 .822 物性参数 .8第 3 章 确定设计方案 .831 选择换热器的类型 .832 流体空间选择 .8第 4 章 工艺计算 .941 确定物性数据 .942 估算传热面积 .94.2.1 计算热负荷（忽略热损失） .94.2.3 平均温度差 mt的计算 .94.2.4 估算传热面积 .94.3 工艺结构尺寸 .10431 选管子规格 .10432 总管数和管程数 .10433 确定管子在管板上的排列方式 .104
5、44 壳体内径的确定 .104.3.5 确定实际管子数 .11436 折流板的确定及绘管板布置图 .124.3.7 接管口径计算 .12438 拉杆设置 .12第 5 章 传热器校核 .1351 传热面积校核 .13511 传热温差校正： .13512 总传热系数 K 的计算 .135221 管内传热膜系数 .135222 管外传热膜系数 .135223 污垢热阻和管壁热阻 .145224 总传热系数 K .14513 传热面积校核 .1552 核算管、壳程流动阻力 .15521 管程 .15522 壳程 .1553 壁温的计算 .16第 6 章 设计结果汇总表 .17设计评述 .18设备图
6、.18参考文献 .18附录 A.19附录 B.20第 1 章 概述本设计的主要任务是设计纯苯液冷却器设计，处理能力为 20000kg/h, 纯苯液的入口温度 80 ，进口温度为 55 ；冷却介质为 35 （入口）循环水：C0C0C0允许压强降为管、壳程压强降不超过 10Kpa;根据苯和水的物性参数，假设水的出口温度为 43 ，根据这些条件选择换热器，列管式换热器的类型主要有四0种：固定管板式换热器、浮头式换热器、U 型管式换热器和填料函式换热器，在这个设计中选固定管板式换热器。固定管板式换热器的特点：两端管板和壳体连接成一体，结构简单、紧凑、布管多，更换、造价低，管内便于清洗，应用广泛。壳程不
7、易清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。所以纯苯液走壳程，循环水走管程。适合在管壳壁温差不大于50 的情况下使用，当温差相差较大时可设置膨C0胀节。由于此设计的温差小于50 ,所以可以不用考虑热补偿.第 2 章 设计条件及主要物性参数21 设计条件（1）处理能力：20000kg（纯苯液）/h；（2）设备类型：列管换热器；（3）操作条件：纯苯液：入口温度 80，进口温度为 55； 1冷却介质：35（入口）循环水； 2允许压强降：管、壳程压强降不超过 10Kpa; 322 物性参数物性流体温度kg/mmPasCpkJ/(kg)W/(m)kJ/kg苯 67 828.6 0.352 1.841
8、 0.129 394水 39 1000 0.67 4.174 0.632 2258第 3 章 确定设计方案31 选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度 80，出口温度 55。冷流体进口温度 35，假设出口温度为 43。从两流体的温度看，换热器的管壁温度和壳体温度差不大，因此初步采用固定管板换热器。32 流体空间选择因为热流体为苯，冷流体为水，为了使苯通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果，故使苯走壳程，另外，水也较易结垢，为便于提高流速减少污垢生成，以及便于清洗，故使水走管程。第 4 章 工艺计算41 确定物性数据苯的定性温度： CT0215.678水的定性温度： t02139442 估算传热面积4.2.1 计算热负荷（忽略热损失）Q= 1.841 （80-55）=2.56 J 公式21Tcqpm0363105101（参见附录，下同）4.2.2 冷却水用量（忽略热损失）/skgtcQqpm 67.354107.623122 4.2.3 平均温度差 的计算mt选取逆流流向= = =27.64 公式 2mt121ln)()(tT35480ln)()(4.2.4 估算传热面积参照传热系数 K 的大致范围，取 K=500 W/（）
