1、化工原理课程设计 - 1 - 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 一、设计题目：年产一、设计题目：年产 2.52.5 万吨苯冷却器的工艺设计万吨苯冷却器的工艺设计 二、设计条件二、设计条件 1. 生产能力 2.5 4 10吨每年粗苯 2. 设备型式：列管换热器 3. 操作压力：常压 4. 苯的进出口温度：进口 80,出口 35 5. 换热器热损失为热流体热负荷的 3.5% 6. 每年按 330 天计，每天 24 小时连续生产 7. 建厂地址：兰州地区 8. 要求管程和壳程的阻力都不大于 104Pa, 9. 非标准系列列管式换热器的设计 三、设计步骤及要求三、设计步骤及要求 1. 确定
2、设计方案 （1）选择列管换热器的类型 （2）选择冷却剂的类型和进出口温度 （3）查阅介质的物性数据 （4）选择冷热流体流动的空间及流速 （5）选择列管换热器换热管的规格 （6）换热管排列方式 （7）换热管和管板的连接方式 （8）选择列管换热器折流挡板的形式 （9）材质的选择 2. 初步估算换热器的传热面积 A 3. 结构尺寸的计算 （1）确定管程数和换热管根数及管长 （2）平均温差的校核 （3）确定壳程数 化工原理课程设计 - 2 - （4）确定折流挡板，隔板规格和数量 （5）确定壳体和各管口的内径并圆整 5. 校核 （1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于 10%,不大于 20%. （
3、2）核算管程和壳程的流体阻力损失 （3）管长和管径之比为 610 如果不符合上述要求重新进行以上计算. 6. 附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、 补强圈等的选型 7. 将计算结果列表（见表 1） 四、四、 设计成果设计成果 1. 设计说明书（A4 纸） （1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录 （2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 2. 换热器工艺条件图（2 号图纸） （手绘） 化工原理课程设计 - 3 - 摘摘 要要 在石油、化工、食品加工、轻工、制药等行业的生产过程中，换热器是通用工艺设 备，可用作加热器、冷却器、冷凝器
4、、蒸发器和再沸器等，换热器的类型、性能各异， 但设计所依据的传热基本原理相同，不同之处是在结构设计上需要根据各自设备的特点 采用不同的方法。 本次我的设计题目是年产 2.5 万吨苯冷却器的工艺设计， 要求自行设 计非系列标准的换热器管壳式换热器。 首先是根据给定的工艺参数进行前期的工艺计算。工艺计算的大体内容为确定设计 方案、确定物性、计算传热系数、初估传热面积、工艺结构尺寸的计算和换热器校核。 其中对初选的传热系数进行校核，计算传热面积裕量，流动阻力，如果不能满足设计要 求，需调整设计，直至满足设计要求为止。 其次是附属结构计算。这部分是对管板、接管、法兰等具体零件的设计和选用。材 料选用方
5、面：对于主要承压元件选用 Q345R 为材料。由于介质腐蚀性不高，所以选用 20 钢为换热管的材料。材料的选用与制造成本紧密相连，所以应该在保证设计要求的前提 下尽量降低成本。 关键词关键词： 苯冷却器 非标准 工艺计算 化工原理课程设计 - 4 - 目录目录 1.文件综述 - 6 - 1.1 换热器简介 . - 6 - 1.2 换热器的种类 . - 6 - 1.3 列管式换热器 . - 7 - 1.3.1 固定管板式换热器 . - 7 - 1.3.2 浮头式换热器 . - 8 - 1.3.3 U 型管式换热器 . - 8 - 1.3.4 填料函式换热器 - 9 - 1.4 管壳式换热器设计时
6、应考虑的问题 . - 9 - 1.4.2 流体两端温度的选择 - 9 - 1.4.3 管子的规格和排列方法 . - 10 - 1.5 主要附件 . - 10 - 2.确定设计方案 . - 11 - 2.1 选择换热器的类型 . - 11 - 2.2 流动空间及流速的选择 . - 11 - 3 工艺计算及主体设备设计 . - 11 - 3.1 确定物性数据 - 11 - 3.2 估算传热面积 - 12 - 3.2.1 计算热负荷 - 12 - 3.2.2 计算两流体的平均温度差 - 12 - 3.2.3 传热面积 - 12 - 3.3 苯的冷却量 - 13 - 3.4 工艺结构尺寸 - 13 - 3.4.1 管径和管内流速 . - 13 - 3.4.2 管程数和传热管数 . - 13 - 3.4.3 传热管排列和分程方法 - 13 - 3.4.4 壳体内径 - 14 - 3.4.5 折流板 - 14 - 3.4.6 其他附件 - 14 - 4 换热器核算 . - 14 - 4.1 热流量核算 - 14 - 4.1.1 壳程表面传热系数 - 14 - 4.1.
