1、 生命科学学院生命科学学院 化工原理课程设计化工原理课程设计 （20092009 级）级） 题 目 甲醇冷凝冷却器的设计甲醇冷凝冷却器的设计 专 业 生物工程生物工程 班 级 20092009 级生物工程（级生物工程（2 2）班班 学 号 0931250057 0931250057 学生姓名 指导教师 完成日期 20122012 年年 6 6 月月 18 18 日日 （二） 、（二） 、课程任务计划课程任务计划书书 1、设计题目设计题目 甲醇冷凝冷却器的设计 2、设计任务及操作条件设计任务及操作条件 （1）处理能力 22000kg/h 甲醇。 （2）设备形式 列管式换热器 （3）操作条件 甲醇
2、：入口温度 64，出口温度 50，压力为常压。 冷却介质：循环水，入口温度 30。出口温度 40，压力为 0.3MPa。 允许压降：不大于 5 10 Pa。 每年按 330 天计，每天 24 小时连续运作。 3、设计要求设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 二二、方案设计方案设计 （一） 、（一） 、确定设计方案确定设计方案 （1 1）选择换热器的类型）选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 热流体进口温度 64，出口温度 50冷流体。 冷流体进口温度 30，出口温度 40。 从两流体温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此 初步确定选用列管式换热器。 （2 2）流动
3、空间及流速的确定）流动空间及流速的确定 由于甲醇的粘度比水的大，因此冷却水走管程，甲醇走壳程。另外，这样的 选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择逆 流。选用252.5 的碳钢管，管内流速取 ui=0.5m/。 （二） 、（二） 、确定物性数据确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 壳程硝基苯的定性温度为： 57 2 5064 T 管程流体的定性温度为： 35 2 4030 t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 甲醇在 57下的有关物性数据如下： 密度 o=791 kg/m3 定压比热容 cpo=2.495kJ/(kg) 导热系数
4、o=0.212W/(m) 粘度 o=0.000597 Pas 冷却水在 35下的物性数据： 密度 i=994kg/m3 定压比热容 cpi=4.08 kJ/(kg) 导热系数 i=0.626 W/(m) 粘度 i=0.000725 Pas （三） 、（三） 、计算总传热系数计算总传热系数 （1 1）热流量）热流量 Qo=Wocpoto=220002.495(64-50)=7.68105kJ/h=213.3kW （2 2）平均传热温差）平均传热温差 9.21 30-50 40-64 ln )3050()4064( ln t 2 1 21 t t tt m （3 3）冷却水用量）冷却水用量 hg Q W O
