1、化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 化学与环境工程 学院 化工 系 化学工程与工艺 专业 题目：题目：正戊烷冷凝器设计正戊烷冷凝器设计 姓 名： 学 号： 指导老师： 起止时间： 目目 录录 一一、化工原理课程设计书化工原理课程设计书 1、正戊烷冷凝器的工艺设计任务书 二二、概述概述 1、换热器概述 2、列管式换热器结构 三三、设计内容设计内容 1、换热器类型初选 2、确定物性计算传热面积 3、传热系数校正 4、压力降校核 5、换热器结构尺寸设计一览 四四、换热器设备图、换热器设备图 五五、参考文献参考文献 六六、化工原理课程设计心得化工原理课程设计心得 一、一、 化工原理课程设计书
2、化工原理课程设计书 一、正戊烷冷凝器的设计 二、设计条件 1 操作条件 （1） 正戊烷冷凝温度为 51.7，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器； （2） 冷却介质为地下水，流量为 70000kg/h，入口温度：2030(任选)此处此处 选择选择 26； （3） 允许压强降不大于 10 5Pa； （4） 每年按 300 天计；每天 24 h 连续运转。 2 处理能力： （1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.8,3.0,3.2）此处选择此处选择 2.210 4t/a 正戊烷； 3 设备型式 立式列管冷凝器 三、设计内容 1、设计方案简介； 2、换热器的工艺计算； 3、换热器的主要结构尺寸的设计计
3、算； 4、校核计算。 四、设计说明书内容 1. 目录 2. 概述 3. 热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等） 4. 结构设计与说明 5. 设计总结 6. 参考文献 7. 附工艺流程图及冷凝器装配图一张 二二、概述概述 第一节第一节 换热器概述换热器概述 1.1 换热器简介 不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。在换热器 中至少要有两种温度不同的流体，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。在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热 器，但它的基本原理与前一种情形并无本质上的差别。 英语翻译：heat exchanger 换热器是化工,
4、石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中 占有重要地位.换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一 些新型高效换热器相继问世。 列管式换热器的应用已有很悠久的历史。现在，它被当作一种传统的标准换 热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用 的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。同时板式换热器也已成为高效、 紧凑的换热设备，大量地应用于工业中。 1.2 列管式换热器的种类 列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以 下几种： 1 固定管板式换热器： 2 1-挡板 2-补偿圈 3-放气嘴 3 固定管板式换热器的示意
5、图 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种 换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖 和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管 子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此， 当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以 至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置， 一般在管壁与壳壁温度相差 50以 上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在 壳壁与管壁温差低于 6070和壳程流体压强不高
6、的情况。一般壳程压强超过 0.6Mpa 时由于补偿圈过厚， 难以伸缩， 失去温差补偿的作用， 就应考虑其他结构。 2 浮头式换热器： 优点： 1)管束可以抽出，以方便清洗管程、壳程； 2)壳程壁与管壁不受温差限制； 3)可在高温、高压下工作，一般温度 T450，P 6.4MPa; 4)可用于结垢比较严重的场合; 5)可用于管程腐蚀场合. 缺点: 1)浮头端易发生内漏； 2)金属材料耗量大，成本高 20%； 3)结构复杂。 可用的场合： 1）管壳程金属温差很大场合； 2）壳程介质易结垢要求经常清洗的场合； 换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管 子受热或冷却时可以自由伸缩， 但在这块管板上连接一个顶盖， 称之为“浮头”， 所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束 的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的 热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。 4 填料函式换热器： 这类换热器管束一
