化工原理课程设计实习换热器_百度知道
化工原理课程设计实习换热器
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《化工原理课程设计》教学大纲(2005)0
课程的性质、目的与任务
性质：课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试；是对学生在规定的时间内完成指定的化工单元操作设计任务的初步训练。 目的、任务： （1）通过化工原理课程设计，培养学生能综合运用本课程和前修课程的基础知识，进行融会贯的独立思考能力，巩固和强化化工原理有关课程的基本理论和基本知识； （2）培养学生化工工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力，了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练； （3）培养学生分析和解决工程实际问题的能力，树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风，为学生后续课程及毕业设计打下一定的基础。 （4）使学生熟悉查阅并能综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料；进一步掌握识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在工艺设计方面所必备的设计能力的基本训练。 二、
课程设计的内容与安排 1.
课程设计课题目的选择 本课程的设计包括列管式换热器、板式精馏塔、板式吸收塔、填料精馏塔、填料吸收塔或其它典型化工设备的设计，学生可从中选择一种化工设备进行设计。 2．课程设计的内容及要求 2．1内容 A.列管式换热器（或其它换热器）的设计 ①主要技术要求和指标 a.
选择列管式换热器的结构 b.
计算传热平均温差 c.
计算总传热系数 d.
计算总传热面积 ②方案选择及原理 e.
列管式换热器型式的选择：主要依据换热系数及流过管壳程流体的温差来确定。 f.
流体流动空间的选择：主要从传热系数、设备结构、清洗方便来确定。 g.
流体流速的选择：由设备费和操作费的总和决定，即由经济衡算确定，同时流速的选择还应使管长和管程适当。 h.
流体流动管程的选择：主要从操作费用、设备费用综合考虑。 i.
流体的出口温度:主要依据操作费用及设备参数来确定。 j.
管程数与壳程数的确定:管内流体流量较小时,管内流速较低,对流传热系数较小,为提高管内流速可采用多管程数，但程数过多，流体流动阻力增大且平均温差下降，故设计时应综合考虑各因素来确定程数。 B. 板式塔的设计:筛板塔、浮阀塔或其它塔（精馏或吸收） ①主要技术要求和指标 a. 塔径 b.理论塔板数 c.实际塔板数 d.塔高、塔板的设计，溢流装置与流体流型、筛板的流体力学验算 ②方案选择及原理
装置流程的确定：要较全面、合理地兼顾设备费用、操作费用、操作控制方便及安全因素。 b．
操作压强的选择：根据冷凝温度决定。 c．
进料状态的选择：原则上，在供热量一定的情况下，热量应尽可能由塔底进入，使产生的气相回流在全塔发挥作用，即宜冷进料。但为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，提馏段采用相同塔径以便于制造，则常采用饱和液体（泡点）进料，但需增设原料预热器。若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高，料液产生结焦或聚合，则应采用气态进料。 d．
加热方式的选择：大多采用间接蒸汽加热，设置再沸器；当塔釜残留液的主要成分为水分时，可以用直接水蒸气加热，此时可省掉加热设备，但需要增加提馏段的塔扳数。 e．
回流比的选择：力求使总费用最低，一般经验值为R=(1.1～1.2)Rmin，对特殊物系与场合应根据实际情况选择回流比。 C. 填料塔的设计（精馏或吸收） 主要技术要求和指标 a. 合理选择填料种类、规格、材质； b. 塔径、填料层高度； c. 填料层压降计算； d. 填料塔内件选择，液体分布器设计，液体分布器布液能力的计算 2.2设计成果 (1)完成主要设备的工艺设计，设计说明书1份，按要求完成课程设计说明书。 (2)完成主要设备设计（包括外形图和剖面图各1张，零部件图1-2张）。 2.3设计成果要求 a. 按要求认真、仔细、完成课程设计说明书。说明书书面整洁，结构力求合理、完整； b.
设计合理、实用、经济、工艺性好,能理论联系实际，综合考虑问题， c.
查阅、计算、处理数据准确； d.
所绘图纸要求表达清晰、图面整洁，符合制图标准； 3.教学安排
本课程设计时间一周。 向学生布置课程设计有关任务， 学生也可以自己立题（相同题目少于5人），提出有关要求，讲解与设计有关的主要内容(2学时)；熟悉设计内容并查询有关资料（1天）；从事课程设计具体工作（2天）；绘制课程设计图纸（1天）；整理课程设计说明书（1天）。 课程设计的步骤和进度： 3.1准备阶段 1）设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸等； 2）认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计内容； 3）设计前应认真复习有关教科书、熟悉有关资料和设计步骤； 4）应结合现场参观，熟悉典型设备的结构，比较其优缺点。 3.2设计阶段 化工原理课程设计主要是对单元操作中主要设备进行工艺设计。根据单元操作中的工艺条件（压力、温度、介质特性、物料量等）及原始数据，查取有关数据，进行物料衡算；围绕着设备内、外附件的工艺尺寸进行选型、设计；并对设计结果进行校核。这一步往往通过“边算、边选、边改”的做法来进行。 3.3设计说明书 设计计算说明书是图纸设计的理论依据，是设计计算的整理和总结，是审核设计的技术文件之一。其内容大致包括： 1） 封面： 包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、设计时间等。 2） 目录 3） 设计任务 4） 概述与设计方案的分析和和拟定, 工艺流程简图与主体设备工艺条件图 5） 设计条件及主要物性参数表 6） 按设计任务顺序说明(有关参数计算、物料衡算，主要设备各部分工艺尺寸的确定和设计计算、设计结果校核) 7） 设计结果汇总表 8） 对本设计的评述 本部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会。 9 ）参考文献 10） 附录 3.4制图 根据计算结果，选取一定比例，按要求进行制图。 3.5课程设计答辩 课程设计的图样及说明书全部完成后，须经指导教师审阅，得到认可后，方能参加答辩。 4.课程设计的成绩评定 课程设计的成绩要根据图样、说明书和答辩所反映的设计质量和能力，以及设计过程中的学习态度综合加以评定。
总体表现：态度认真，积极思考，独力分析问题、解决问题能力强 20% 设计说明书:
40% 其中 书写工整，结构合理、完整
设计方案正确，思路清晰
设计计算正确，条理清楚
设计图图纸正确、清晰、整洁
15% 教学建议： 希望能将课程设计与生产实习、毕业实习相结合，使该课程更好地发挥其作用。 四．教材及教学参考资料 教材：柴诚敬，刘国维，李阿娜主编.化工原理课程设计,天津:天津科学技术出版社,2002 (4) 参考资料： [1] 郑帜等.化工工艺设计手册,北京:化学工业出版社,1994(8) [2] 时钧等.化学工程手册 ,北京:化学工业出版社,1996(2) [3] 姚玉英主编.化工原理,天津:天津大学出版社,1999(1) 责 任 表 执笔人
专业负责人
参加 讨论 人员
黄国林、熊国宣、刘峙嵘、许文苑、黄海清、陈中胜、孟利娜、梁喜珍，杨婥
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化工原理课程设计
换热器的设计
指导老师：
1.1概述………………………………………………………………3
计任务书………………………………………………3
1.3换热器的结构类型………………………………………………4
1.4换热器材质的选择………………………………………………6
1.5设计方案简介……………………………………………………7
2.1设计参数…………………………………………………………10
2.2计算总传热系数…………………………………………………10
2.3工艺结构尺寸……………………………………………………11
2.4换热器核算………………………………………………………13
.热流量核算………………………………………………13
．换热器内流体的流动阻力……………………………15
3.1设计结果一览表…………………………………………………17
3.2主要符号说明……………………………………………………18
4.1设计心得…………………………………………………………18
5.1参考文献…………………………………………………………19
列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。
其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束
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化工原理课程设计任务书
专业班 学生姓名
设计题目: 列管式换热器设计设计时间: 20年 月日?? 20年月 日
指导老师:吴世彪
某炼油厂用柴油将原油预热。柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2?K/W,换热器热损失忽略不计,管程的绝对粗糙度ε0.1mm,要求两侧的阻力损失均不超过0.3×105Pa。试设计一台适当的列管式换热器。y:学号后2位数字
0.64×10-3
1 设计方案的确定及流程说明
2 换热面积的估算
3 管子尺寸及数目计算
4 管子在管板上的排列
5 壳体内径的确定
6 附件设计选型
7 换热器校核(包括换热面积、压力降等)
8 设计结果概要或设计一览表
9 对本设计的评述或有关问题的分析讨论
10参考文献
图纸要求:1、换热器化工设备图(A2图纸)
安徽建筑工业学院材化学院化工系
第一节概述
换热器的概念
换热器的分类
列管式换热器的标准简介
列管式换热器选型的工艺计算步骤
第二节换热器设备应满足的基本要求
合理的实现所规定的工艺条件
安全可靠性
安装、操作及维护方便
第三节列管式换热器结构及基本参数
管束及壳程分程
管的排列及管心距
折流板和支撑板
旁路挡板和防冲挡板
其他主要附件
列管式换热器结构基本参数
第四节设计计算的参数选择
冷却剂和加热剂的选择
冷热流体通道的选择
流速的选择
流向的选择
列管式换热器的设计计算
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