1、 生 物 科 学 与 工 程 学 院生 物 科 学 与 工 程 学 院 制 药 化 工 原 理 课 程 设制 药 化 工 原 理 课 程 设 计计 制药化工课程设计换热器的设计 目录 任务书任务书 1 一、设计任务和设计条件一、设计任务和设计条件 2 二、设计计算二、设计计算 （一）设计方案 3 （二）物性数据 3 （三）估算传热面积 4 （四）工艺结构尺寸 5 （五）换热器核算 (1)传热面积核算 7 (2)内压降核算 10 三、附表三、附表 1 1 结构尺寸和计算结果结构尺寸和计算结果 12 四、 参考文献四、 参考文献13 制药化工课程设计换热器的设计 - 1 - 设设 计计 任任 务务
2、 书书 一设计题目：一设计题目： 换热器的设计 二设计原始数据二设计原始数据 (1)热空气 处理量 35000 kg/h 压 强 2 MPa 进口温度 140 出口温度 65 (2)冷却水 压强 0.4 MPa 进口温度 39 出口温度 42 处理量 308453 kg/h (3)当地大气压 101.33 KPa 三设计任务：三设计任务： (1)设计计算浮头式换热器的热负荷、 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图。 (3)编写课程设计说明书。 四设计时间四设计时间： 2010 年 12 月 13 日2010 年 12 月 24 日 设计学生设
3、计学生： 李智伟李智伟 指导教师指导教师： 张宝张宝 制药化工课程设计换热器的设计 - 2 - 一、设计任务和设计条件一、设计任务和设计条件 某生产过程的流程如图所示， 反应器的混合气体经过与进料物流 换热后，用循环冷却水将其从 140进一步冷却至 65之后，进入 吸收塔吸收其中的可溶组分。 已知混和气体的流量 qm,h =35000 /h， 压力为2MPa ,循环冷却水的压力为 0.4MPa ，循环水的入口温度为 39，出口温度为 42 ，试设计一台列管式换热器，完成该生产任 务。 二、设计计算二、设计计算 （一）（一） 确定设计方案确定设计方案 （1） 选择换热器的类型 两流体温度的变化情
4、况： 热流体进口温度 140，出口温度 65； 制药化工课程设计换热器的设计 - 3 - 冷流体进口温度 39，出口温度为 42。 该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低， 考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，确 定选用浮头式换热器。 （2）管程安排 从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳 程。但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长 速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环循环冷却冷却水走水走 管程，管程，热空气热空气走壳程。走壳程。 （二）（二）确定物性数据确定物性数据 定性温度：对于一般气体和水等低黏度流
5、体，其定性温度可取流 体进出口温度的平均值。故壳程 混和气体的定性温度为 T= 140+65 2 =102.5 管程流体的定性温度为 t = 39+42 2 =40.5 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混 合气体来说，最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件，则应分 别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法 求出混和气体的物性数据。 制药化工课程设计换热器的设计 - 4 - 混和气体在102.5下的有关物性数据如下： 密度 h = 0 p p0 T0 T = 18.563 kg/m3 定压比热容 cP,h =1.47 kJ/kg 导热系数 h =3.21 10-2w/m 粘度 h = 2.19 10-5 Pa s 循环水在40.5 下的物性数据： 密度 c = 992.2/m0033 定压比热容 cP,c = 4.17 kJ/kg 导热系数 c = 0.635 w/m 粘度 c = 653.3 10-6 Pa s （三三） 估算传热面
