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1、 2007级化学工程与工艺专业化工原理课程设计说明书题 目： 煤油冷却器的设计 姓 名： 班级学号： 指导老师： 同组人员 完成时间： 2010年5月6日 17化工原理课程设计评分细则评审单元评审要素评审内涵评审等级检查方法指导老师评分检阅老师评分设计说明书35%格式规范是否符合规定的格式要求5-44-33-22-1格式标准内容完整设计任务书、评分标准、主要设备计算、作图、后记、参考文献、小组成员及承担任务10-88-66-44-1设计任务书设计方案方案是否合理及是否有创新10-88-66-44-1计算记录工艺计算过 程计算过程是否正确、完整和规范10-88-66-44-1计算记录设计图纸30
2、%图面布置 图纸幅面、比例、标题栏、明细栏是否规范10-88-66-44-1图面布置标准标注文字、符号、代号标注是否清晰、正确10-88-66-44-1标注标准与设计吻合图纸设备规格与计算结果是否吻合10-88-66-44-1比较图纸与说明书平时成绩20%出勤计算、上机、手工制图10-88-66-44-1现场考察卫生与纪律设计室是否整洁、卫生、文明10-88-66-44-1答辩成绩15%内容表述答辩表述是否清楚5-44-33-22-1现场考察内容是否全面5-44-33-22-1回答问题回答问题是否正确5-44-33-22-1总 分综合成绩 成绩等级 指导老师 （签名） 评阅老师 （签名） 年
3、月 日 年 月 日 说明：评定成绩分为优秀（90-100），良好（80-89），中等（70-79），及格（60-69）和不及格（60） 目 录（按毕业论文格式要求书写）第一部分 设计任务书（1）第二部分 设计方案简介评述（2）第三部分 换热器设计理论计算1、试算并初选换热器规格 2、核算总传热系数K03、计算压强降第四部分 换热器主要结构尺寸1、管子的规格和排列方法2、管程和壳程数的确定3、外壳直径的确定 4、折流板形式的确定5、主要附件的尺寸设计 第五部分 工艺设计计算结果汇总表及其它1、工艺设计计算结果汇总表（页码） 2、设计图3、参考文献（页码）4、后记（页码） 第一部分 设计任务书一、
4、 设计题目煤油冷却器的设计二、 设计任务1. 处理能力：1.98105吨/年煤油2. 设备形式：列管式换热器（卧式）三、 操作条件 煤油：入口温度140，出口温度40 冷却介质：自来水，入口温度30，出口温度40 允许压强降：不大于105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行四、设计内容设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。 换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。 换热器的主要结构尺寸设计。 主要辅助设备选型。 绘制换热器总装配图。 五、设计日期开始日期：2010年4月26日结束日期：2010年5月6号 六、设计评述 换热器是许多工业生产中常用的设备,尤其是石油、化工
5、生产应用更为广泛。在化工厂中换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多，性能各异，个具特点，可以适应绝大多数工艺过程对换热器的要求。进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。 换热器类型虽然很多，但计算传热面积所依据的传热基本原理相同，不同之处仅是在结构上需根据各自设备特点采用不同的计算方法而已。第二部分 设计方案简介评述我们设计的是煤油冷却器，冷却器是许多工业生产中常用的设备。列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广。列管式换热器有固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式等类型。列管式换热器的
6、形式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。由于两流体的温差大于50 ，故选用带补偿圈的固定管板式换热器。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。第三部分 换热器设计理论计算、试算并初选换热器规格（1）、 定流体通入空间 两流体均不发生相变的传热过程，因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。（2）、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式： 被冷却物质为煤油，入口温度为140,出口温度为冷却介质为自来水，入口温度为，出
7、口温度为 煤油的定性温度： 水的定性温度：两流体的温差：由于两流体温差大于50，故选用带补偿圈的固定管板式列管换热器。两流体在定性温度下的物性数据 物性流体煤油908250.7152.220.14水359940.7284.1740.626(3)、计算热负荷Q 按管内煤油计算,即若忽略换热器的热损失，水的流量可由热量衡算求得,即（4）、计算两流体的平均温度差，并确定壳程数 逆流温差 由R和P查图得温度校正系数为，所以校正后的温度为又因，故可选用单壳程的列管式换热器。（5）、初步选择换热器规格 根据管内为水，管外为有机液体，K值范围为280710 ，假设K=430故由于，因此需要考虑热补偿。初选固
8、定板式换热器规格尺寸如下：外壳直径D600mm 管排方式正三角形排列管程流通面积S 0.0364m2 公称压力P 4.00Mpa管数n 232 管程数2 管长L 6m 管尺寸 252.5mm（不锈钢管）中心距 32mm 公称面积S 107.5 m2换热器的实际传热面积采用此换热面积的换热器，则要求换热过程的总传热系数为：2、核算总传热系数K0 （1）、计算管程对流传热系数，因为 管中水的质量流量为，则 水的体积流量为 所以： (2)、计算壳程对流传热系数换热器中心附近管排中流体流通截面积为 式中 h折流挡板间距，取 t管中心距，对于的管中心距为。 煤油的质量流量为，则 煤油的体积流量为 由于换热器为两壳程，所以煤油的流速为： 由于管为三角形排列，则有煤油在壳程中流动的雷诺数为因为在范围内，故可采用凯恩(Kern)法求算，即由于液体被冷却 取0.95，所以 （3）、确定污垢热阻 （4）、计算总传热系数
