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、一、 设计题目：设计题目： 设计一台换热器 二、二、 操作条件：操作条件： 1、 煤油：入口温度 140，出口温度 40。 2、 冷却介质：循环水，入口温度 35。 3、 允许压强降：不大于 1105Pa。 4、 每年按 330 天计，每天 24 小时连续运行。 三、三、 设备型式：设备型式： 管壳式换热器 四、四、 处理能力：处理能力： 114000 吨/年煤油 五、五、 设计要求：设计要求： 1、 选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、 管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。 3、 设计结果概要或设计结果一览表
2、。 4、 设备简图（要求按比例画出主要结构及尺寸） 。 5、 对本设计的评述及有关问题的讨论。 化工原理课程设计 2 第第1章章 设计概述设计概述 1、1 热量传递的概念热量传递的概念与意义与意义 1(205) 1、1、1 传热的概念传热的概念 所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。 由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低 温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。 1、1、2 传热的意义传热的意义 化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，如：化学反 应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要
3、向反应器输入或 输出热量，又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出 热量。所以传热是最常见的重要单元操作之一。无论是在能源，宇航，化工，动 力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有 关传热的问题。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的 回收利用等都涉及到传热的问题， 由此可见； 传热过程普遍的存在于化工生产中， 且具有极其重要的作用。 归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种 情况：强化传热过程，如各种换热设备中的传热。 削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。 1 1、2 2 换热器的概念与换热器的概念与意义
4、意义 2 1 1、2 2、1 1 换热器的概念换热器的概念 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备，简称为换热器。 在换热 器中至少要有两种不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体则温 度较低，吸收热量。 1 1、2 2、2 2 换热器的意义换热器的意义 热交换设备是工业生产中为实现物料之间热量传递的一种工艺设备。在化 工、炼油、动力、原子能等众多的工业部门和行业中，广泛使用加热器、冷却冷 凝器及其他热交换设备来满足一定的工艺生产条件； 由这些设备构成的换热系统 的状况，对整个化工过程的正常进行及整个化工系统的投资与操作费用关系重 大。在一般化工厂的建设中，换热器约占总投资的
5、10%-20% 3；在石油炼厂中， 换热器约占全部工艺设备投资的 35%-40% 3。因此，在能源日趋紧张的今天，合 化工原理课程设计 3 理设置及使用换热器尤其重要。 此外， 随着我国工业的不断发展， 对能源利用、 开发和节约的要求不断提高， 因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的 研究十分活跃。由此可见，换热器在我们的生活中占据着一定的意义。 1 1、3 3 换热器的分类及特点换热器的分类及特点 2 随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不 同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求 选择适用的类型，然后
6、计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。换热 器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热 器等。 换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中，间壁式 换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面 式换热器和扩展表面式换热器（板翅式、管翅式等） 。 1 1、3 3、1 1 各换热器的分类和特点各换热器的分类和特点 化工原理课程设计 4 类型 特点 间 壁 式 管 壳 式 列 管 式 固定管 板式 刚性结 构 用于管壳温差较小的情况（一般50） ，管间 不能清洗 带膨胀 节 有一定的温度补偿能力，壳程只能承受低压力 浮头式 管内外均能承受高压，可用于高温高压场合 U 型管式 管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难 填料函 式 内填料 函 密封性能差，只能用于压差较小的场合 外填料 函 管间容易泄漏， 不易处理易挥发、 易爆炸及压力 较高的介质 釜式 壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮 双套管式 结构比较复杂， 主要用于高温高压场合和固定床
