化工課程設(shè)計(jì)--煤油冷卻器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：煤油冷卻器的設(shè)計(jì)</p><p>　　系 別：食品科學(xué)系</p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：食品科學(xué)與工程</p><p><b>　　學(xué)生姓名: </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào): &

2、lt;/b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師: </b></p><p>　　起迄日期: 2012年5月28日—2012年6月12日</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p>

3、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)方案………………………………………………………………（5）</p><p>　　2．生產(chǎn)條件的確定………………………………………………………（5）</p><p>　　3. 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………（5）</p>

4、<p>　　4．換熱器的主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 ……………………………………（11）</p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　選擇適宜的列管式換熱器并進(jìn)行核算，繪制設(shè)備條件圖（1號(hào)）一份，編制一份設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（打印稿），其主要內(nèi)容包括：</p><p><b>　　1、生產(chǎn)條件的確定</

5、b></p><p>　　2、換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)結(jié)果列表</b></p><p><b>　　4、結(jié)束語(yǔ)</b></p><p><b>　　二．生產(chǎn)條件的確定</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一列管式煤油換熱器

6、，完成年冷卻 14206 t/a煤油的任務(wù)，具體要求如下：煤油進(jìn)口溫度146℃，出口溫度34℃；冷流體進(jìn)口溫度30℃，出口溫度40℃；每年按330天計(jì)，24小時(shí)/天連續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　三．換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　?。ㄒ唬┐_定設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　1.選擇換熱器類(lèi)型:</p><

7、p>　　兩流體溫度變化情況：熱流體進(jìn)口溫度146℃，出口溫度34℃；冷流體進(jìn)口溫度30℃，出口溫度40℃。由于該換熱器的管壁溫度和殼體溫度有較大溫差，故選用浮頭式換熱器。</p><p>　　2.流動(dòng)空間及流速的確定:</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)中，冷卻水一般為循環(huán)水，而循環(huán)水易結(jié)垢，為便于清洗，應(yīng)采用冷卻水走管程，煤油走殼程。選用φ25×2.5的碳鋼管，管內(nèi)流速設(shè)為ui

8、=0.8m/s。</p><p><b>　?。ǘ┐_定物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。</p><p>　　殼程煤油的定性溫度：</p><p><b>　　T= =90（℃）</b></p><p>　　管程流體的定性溫度：<

9、;/p><p><b>　　t==35(℃)</b></p><p>　　根據(jù)定性溫度，分別插取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。</p><p>　　煤油在90℃的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　密度 ρ0=825kg/m3</p><p>　　定壓比熱

10、容 Cpo=2.22kJ/(kg·℃)</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù) λo=0.140W/(m·℃)</p><p>　　粘度 υo=0.000715Pa·s</p><p>　　冷卻水在32.5℃的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p&

11、gt;<p>　　密度 ρi=994.85kg/m3</p><p>　　定壓比熱容 Cpi=4.174kJ/(kg·℃)</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù) λi=0.622W/(m·℃)</p><p>　　粘度

12、 υi=0.000763Pa·s</p><p>　　(三)計(jì)算總傳熱系數(shù)</p><p><b>　　1.熱流量：</b></p><p>　　=14206 × 2.22 × 1000 ÷ 330 ÷ 24 × （ 146-34 ） =4.428×&

13、lt;/p><p>　　kJ/h=123.012kW</p><p><b>　　2.平均傳熱溫差：</b></p><p><b>　　3．冷卻水用量：</b></p><p><b>　　4．總傳熱系數(shù)：</b></p><p>　?。?)管程傳熱系數(shù)：

14、</p><p>　?。?)殼程傳熱系數(shù)：</p><p>　　假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) </p><p><b>　　污垢熱阻 </b></p><p><b>　　管壁的導(dǎo)熱系數(shù) </b></p><p><b>　　(四)計(jì)算傳熱面積</b></p

15、><p>　　考慮15%的面積裕度，S=1.15×S=1.15×15.07=17.33（）</p><p><b>　　（五）工藝結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p>　　1.管徑和管內(nèi)流速：</p><p>　　選用φ252.5 傳熱管（碳鋼），取管內(nèi)流速</p><p>　　2.管

16、程數(shù)和傳熱管數(shù):</p><p>　　依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù):</p><p>　　按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度:</p><p>　　按單程管設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。取傳熱管長(zhǎng)=7m,則該換熱器管程數(shù)為:</p><p>　　傳熱管總根數(shù)：N=312=36（根）</p><p>　　3．平

17、均傳熱溫差校正及殼程數(shù):</p><p>　　平均傳熱溫差校正系數(shù)</p><p>　　按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)查下圖表，以1/R代替R，PR代替P</p><p>　　查表得溫差矯正系數(shù)為：=0.65</p><p><b>　　平均傳熱溫差</b></p><p>　　4．傳熱管排列

18、和分程方法：</p><p>　　采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。</p><p><b>　　取管心距， 則： </b></p><p>　　橫過(guò)管束中心線(xiàn)的管數(shù)：</p><p><b>　　5．殼體內(nèi)徑：</b></p><p>　　采

19、用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η = 0.7，則殼體內(nèi)徑：</p><p>　　圓整可取 D=240mm</p><p><b>　　6.折流板:</b></p><p>　　采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為：</p><p>　　取折流板間：B = 0.3D ，則 B=0.3240

20、=72mm</p><p><b>　　折流板數(shù)： </b></p><p>　　折流板圓缺水平裝配。</p><p><b>　　7．接管：</b></p><p>　　殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)油品流速為u = 1.5m / s ，則接管內(nèi)徑為</p><p>　　

21、取標(biāo)準(zhǔn)管徑為60mm。</p><p>　　管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速為u = 3.0m/s ，則接管內(nèi)徑為</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管徑為40mm。</p><p><b>　　(六)換熱器核算</b></p><p><b>　　1．熱量核算：</b></p><

22、;p>　　（1)殼程對(duì)流傳熱系數(shù)：</p><p>　　對(duì)圓缺形折流板，可采取克恩公式：</p><p>　　當(dāng)量直徑，由正三角形排列得：</p><p><b>　　殼程流通截面積：</b></p><p>　　殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為：</p><p><b>　　普蘭特準(zhǔn)

23、數(shù)：</b></p><p><b>　　粘度校正：</b></p><p><b>　　即：</b></p><p>　?。?)管程對(duì)流傳熱系數(shù)：</p><p><b>　　管程流通截面積：</b></p><p>　　管程流體流速及其雷

24、諾數(shù)分別為：</p><p><b>　　普蘭特準(zhǔn)數(shù)：</b></p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　（3)傳熱系數(shù)K：</b></p><p><b>　?。?)傳熱面積S：</b></p><p>

25、;　　該換熱器的實(shí)際傳熱面積：</p><p>　　該換熱器的面積裕度：</p><p>　　傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。</p><p>　　2．換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力：</p><p>　?。?）管程流動(dòng)阻力：</p><p>　　由Re = 2685.97，傳熱管相對(duì)粗糙度0.005，查莫狄圖得，

26、流速，，所以</p><p>　　管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。</p><p><b>　?。?）殼程阻力：</b></p><p>　　流體流經(jīng)管束的阻力：</p><p>　　流體流過(guò)折流板缺口的阻力：</p><p><b>　　總阻力：</b></p>