1、1 化工原理课程设计化工原理课程设计 设计题目设计题目: : 煤油冷却器设计煤油冷却器设计 2 目录目录 一目录.2 二设计任务书3 三设计方案简介3 2.1、选择换热器的类型：.3 2.2、流体空间及流速的确定：3 四设计条件及主要物性参数表4 五工艺计算及主要设备设计5 5.1 估算传热面积5 计算热负荷和冷却水流量.5 计算两流体的平均传热温差.5 估算传热面积.5 5.2 主体结构的工艺结构尺寸6 管径和管内流速.7 管程数和传热管数.7 传热管排列和分程方法.7 壳体内径.7 折流板.7 拉杆的直径和数量与定距管的选定.7 接管.7 换热器的结构基本参数.8 5.3 换热器主要传热参
2、数核算.8 热流量核算.8 壳程表面传热系数9 管内表面传热系数.10 污垢热阻和管壁热阻.10 传热系数 K10 传热面积裕度11 壁温核算11 换热器内流体的流动阻力11 管程流动阻力.11 壳程流动阻力.12 六辅助设备的计算及选型.13 6.1 对壳程流体煤油所需的泵进行计算选择，13 6.2 对管程循环水所需的泵进行计算选择，14 七设计结果汇总表.16 八自我评价.17 九 （附图）工艺流程图（简）及主体设备工艺条件图（装配图）17 十致谢.18 十一主要参考文献.18 3 设计任务书设计任务书 1.设计题目: 煤油冷却器设计 2.设计任务及操作条件 设备型式：列管式换热器 处理能
3、力：15+0.122=15.4 万吨/年煤油。 操作条件： （1） 煤油：入口温度 140，出口 40 ； （2） 冷却介质：自来水。 （3） 允许压降：不大于 10 5Pa （4） 煤油定性温度下的物性数据： 密度 825kg/m 3， 粘度： 7.1510 -4Pas， 比热容为 2.22kJ/(kg ) ， 导热系数为 0.14W/(m )。 （5）每年按 330 天计算，每天 24 小时运行。 3.设计项目 试设计选择适宜的列管式换热器并进行核算。 根据设计项目绘出换热器装配图。 设计方案简介设计方案简介 确定初步方案： 2.1、选择换热器的类型： 两流体温度变化情况：热流体进口温度1
4、40 ,出口温度40 ；冷流 体（循环水）进口温度30，出口温度40.由于该换热器用循环冷 却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换 热器的管壁温和壳体壁温之差较大， 因此初步确定选用带膨胀节的固 定管板式换热器。 2.2、流体空间及流速的确定： 已知两流体允许压强降不大于 100kPa；两流体分别为煤油和自来水。与煤油 相比，水的对流传热系数一般较大。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，考虑到散热降温方面的因素， 应使循环自来水走管程，而使煤油走壳程。 4 设计条件及主要物性参数表设计条件及主要物性参数表 定性温度：对于一般
5、气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温 度的平均值。(设水温为 30 到 40) 壳程流体（煤油）的定性温度为： T= 140+40 2 = 90() 管程流体（水）的定性温度为： t = 40+30 2 = 35() 在定性温度下，分别查取管程和壳程流体(冷却水和煤油)的有关物性数据， 如下： 煤油在 90 下的有关物性数据如下: 密度 = 825kg/m3 定压比热容 Cp= 2.22KJ/(kg ） 热导率 = 0.14W/(m ) 粘度 c= 7.15 104Pa S 循环冷却水在 35下的有关物性数据 密度 i= 994kg/m3 定压比热容 cpi= 4.08KJ/(kg
6、 K) 热导率 i= 0.626W/(m K) 粘度 i= 0.725 103Pa S 为便于查看，可列表如下： 密度/（/m3） 比热容/（kJ/kg ） 导热系数/（W/m ） 粘度/（Pas） 煤油 825 2.22 0.14 7.1510 -4 水(35) 994 4.08 0.626 7.2510 -4 5 工艺计算及主要设备设计工艺计算及主要设备设计 1.1.估算传热面积估算传热面积 （1）、计算热负荷和冷却水流量 煤油流量 h/kg94441 24330 104.51 W 7 h 热负荷为： W119907440140 3600 100022.219444 )T-(TCWQ21phh ）（ 冷却水流量 h/105801 )3040(100008.4 36001199074 )( W 12 kg ttC Q pc c
