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1、化工原理课程设计更多资料请访问.(.)更多企业学院:./Shop/中小企业管理全能版183套讲座+89700份资料./Shop/40.shtml总经理、高层管理49套讲座+16388份资料./Shop/38.shtml中层管理学院46套讲座+6020份资料./Shop/39.shtml国柠慧、易经46套讲座./Shop/41.shtml人力资源学院56套讲座+27123份资料./Shop/44.shtml各阶段员工培训学院77套讲座+ 324份资料./Shop/49.shtml员工管理企业学院67套讲座+ 8720份资料./Shop/42.shtml工厂生产管理学院52套讲座+ 13920份资
2、料./Shop/43.shtml财务管理学院53套讲座+ 17945份资料./Shop/45.shtml销售经理学院56套讲座+ 14350份资料./Shop/46.shtml销售人员培训学院72套讲座+ 4879份资料./Shop/47.shtml更多资料请访问.(.)更多企业学院:./Shop/中小企业管理全能版183套讲座+89700份资料./Shop/40.shtml总经理、高层管理49套讲座+16388份资料./Shop/38.shtml中层管理学院46套讲座+6020份资料./Shop/39.shtml国柠慧、易经46套讲座./Shop/41.shtml人力资源学院56套讲座+27
3、123份资料./Shop/44.shtml各阶段员工培训学院77套讲座+ 324份资料./Shop/49.shtml员工管理企业学院67套讲座+ 8720份资料./Shop/42.shtml工厂生产管理学院52套讲座+ 13920份资料./Shop/43.shtml财务管理学院53套讲座+ 17945份资料./Shop/45.shtml销售经理学院56套讲座+ 14350份资料./Shop/46.shtml销售人员培训学院72套讲座+ 4879份资料./Shop/47.shtml|化工原理课程设计任务书专业班级:07过控02学生姓名：赵凯学号：一设计题目：正戊烷冷凝器的设计二课题条件（文献资料
4、，仪器设备，指导力量）（一）设计任务设计一冷凝器，冷凝正戊烷蒸气；1）处理能力：6万吨/年。2）正戊烷蒸气压力:0.75kgf/cm2,其饱和温度为52,蒸发潜热为83kcal/kg3）冷却剂：白来软水，进口温度 出口温度（二）操作条件：（1）生产方式：连续操作(2) 生产时间：每年以300天计算，每天24小时(3) 冷凝器操作压力为常压，管程和壳程的压力均不大于30kpa三.设计任务1. 确定设计方案，绘制工艺流程图。2. 热力学计算2.1热力学数据的获取2.2估算传热面积2.3工艺尺寸的计算2.4面积核算2.5壁温校核2.6压降校核3. 结构设计3.1冷凝器的安装3.2管设计3.3管心距设
5、计3.4管板设计3.5折流板设计3.6壳体设计3.7接管设计3.8封头设计3.9法兰设计 3.10支座设计3.11其它4.设计计算结果汇总表5.设计结果评价6.绘制装配图7.编制设计说明书设计流程图工艺流程图热力学计算1.热力学数据的获取正戊烷液体在定性温度(52 C )下的物性数据(查化工原理附录)循环水的定性温度入口温度为，出口温度为循环水的定性温度为两流体的温差，故选固定管板式换热器两流体在定性温度下的物性数据如下勿性流体温度C密度kg/m3粘度mPa s比热容kJ/(kg - C)导热系数W/(m C )正戊烷525960.182.340.157循环水32.59940.7254.080
6、.6262.估算传热面积(1) 计算热负荷=6/(30024)=8333.3kg/h=2.31kg/s(2) 冷却水用量=804.3/4.08(40-25)=13.1kg/s(3) 计算有效平均温度差逆流温差(4) 选取经验传热系数K值根据管程走循环水，壳程走正戊烷，总传热系数K现暂取：(5) 估算换热面积3. 工艺尺寸计算(1) 管径和管内流速选用25 x 2.5mm较高级冷拔传热管(碳钢)，取管内流速 Ui=0.8m/s。(2) 管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数=(根)按单程管计算，所需的传热管长度为L=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情 况
7、，现取传热管长l=4.5m，则该换热器的管程数为传热管总根数 N=53 X 4=212(根)(3) 平均传热温差校正及壳程数：平均温差校正系数有：R=P=单壳程，双管程结构，查得平均传热温差c由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。壳体内径采用多管程结构，壳体内径可按下式估算。取管板利用率门=0.7 ,则壳体内径为D=1.05t按卷制壳体的进级档，可取D=600mm则横过管数中心线管的根数(根)卧式固定管板式换热器的规格如下：公称直径D 600mm公称换热面积 S 66.8m2管程数4管数n 212管长L 4.5m管子直径管子排列方式正三角形(5) 折流板采用
8、弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20%，则切去的-8 -圆缺高度为 h=0.20*600=120mm。取折流板间距B=0.3D，则B=0.3*600=180mm,可取 B=200mm。折流板数 4传热管长/折流板间距-1=4500/200-1=22(块)4. 面积核算(1) 壳程表面传热系数(2) 管内表面传热系数.,有管程流体流通截面积管程流体流速普朗特数(3) 污垢热阻和管壁热阻管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻计算，碳钢在该条件下的热导率为50.29w/(m - K)。因(4) 传热系数依式3-21有(5) 传热面积裕度：可得所计算传热面积 Ap为该换热器的实际传热面积为该
9、换热器的面积裕度为传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。5. 壁温核算与冷凝液流型核算壁温时，一般忽略管壁热阻，按以下近似计算公式计算，这与假设相差不大，能够接受。核算流型冷凝负荷(符合层流假设)6. 压降校核(1) 计算管程压降(结垢校正系数，管程数，壳程数)取碳钢的管壁粗糙度为 0.1mm,则，而，于是正确管子有30KPa故，管程压降在允许范围之内(2) 计算壳程压降按式计算,流体流经管束的阻力F=0.5壳程流体流速及其雷诺数分别为：取0.5 x 0.335X 16.01 X (22+1) x =14679Pa流体流过折流板缺口的阻力,B=0.2m , D=0.6mPa总阻力 146
10、79+9429=24108Pa30KPa由于该换热器壳程流体的操作压力较高，因此壳程流体的阻力也比较适宜。结构设计1. 冷凝器的安装(1) 采用卧式换热器卧式换热器相对立式换热器，其占地面积虽然大一些，但其传热系 数高，不易积气，易于安装和维修等。为了减少液膜在列管上的包角及液膜 的厚度，管板在装配时留有1%左右的坡度，或 者将其轴线与设备水平线偏转一定的角度，其计算公式为：得：(2) 随蒸汽冷凝，流通截面积逐渐缩小，以保持蒸汽的流速。(3) 冷凝器的组合方式：单台。(4) 冷凝器内部安装折流板在对流传热的换热器中，为了加强壳层流动的速度和湍流程度，以提高传热效率，再在壳层内可安置折流板，折流
11、板还起支撑的作用。(5) 通入蒸汽前要用一排气管排出里面的空气和不凝气，但传热冷凝过程中必须关闭。2. 管子的设计(1) 采用光滑管光滑管结构简单，制造容易。缺点是它强化传热的性能不足。为了提高换热器的传热系数，可采用结构形式多样化的管子，如异性管，翅片管, 螺纹管等。(2) 选用的管子。(3) 管长中国生产的无缝钢管长度一般为6m,故系列中换热管的长度分为1.5,2,3,4.5,6米几种，本设计中采用4.5米长的管子。(4) 管子的排列形式管子的排列方法常见的有正三角形直列，正三角形错列，正方形直列和正方形错列.正三角形错列.正方形直列.正方形错列正三角形排列比较紧凑，在一定的壳径内可排列较
12、多的管子，且传热 效果好，但管外清洗较为困难。而正方形排列，管外清洗方便，适用于壳程中的流体易结垢的情况，其传热效果较正三角形差些。以上排列方式中最常见的是 正三角形错列，用于壳侧流体清洁，不易结垢，后者壳侧污垢能够用化学处理掉的场 合。本设计中米用正三角形错列的排列方式，而在隔板两侧米用正方形直列。(5) 管数标准管数为212根。3. 管心距的设计：采用胀接法固定时，管心距过小会造成胀接在挤压作用下发生变形失去管子与管板之间的连接力。故采用焊接法。根据经验公式：隔板中心到离其最近一排管中心距离S=t/2+6=32/2+6=22 mm各程相邻管的管心距为44 mmo4. 管板的设计(1) 管板
13、的作用：固定作为传热面的管束，并作为换热器两端的间壁，将 管程流体分隔开来。(2) 管板上的管孔数：即为壳体中的传热系数(包括圆缺形板区安置的)。(3) 管板上的孔间距不宜过大，避免布管疏松，不利传热；也不宜过小，避免焊接时引起较大的应力，影响焊接质量，另外也不利于清扫壳程管 束。(4) 管板与壳体连接采用不可拆式，即直接焊在壳体上，稍微延伸，兼作法兰，便于对胀口进行检查和维修以及清洗管子。(5) 管板直径与厚度管板与壳体直径应保持一致。管板厚度与材料强度，介质压力，温度和压差，温差以及管子和外壳 的固定方式和受力因素有关。对于管子与管板胀接时，为保证胀接的可靠性，管板的最小厚度为0.75。管子与管板焊接时，由于焊接能够达到甚至超过管子本身的强度，只要管子强度足够，管子厚度可不受限制，而由焊接 工艺及焊接变形等要求来确定。本设计中选用由于管子与管板采
