課程設(shè)計(jì)--精餾塔的塔底殘油冷卻器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　課程名稱(chēng)：化工原理</p><p>　課程設(shè)計(jì)題目：精餾塔的塔底殘油冷卻器設(shè)計(jì)</p><p>　系 部：生物醫(yī)藥與化學(xué)工程學(xué)院</p><p>　專(zhuān) 業(yè)：</p><p>　學(xué) 生 姓 名：</

2、p><p>　班 級(jí)：學(xué)號(hào)：</p><p>　指導(dǎo)教師姓名：職稱(chēng)：講師</p><p>　設(shè)計(jì)完成時(shí)間 ：2012年12月30日</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)題目：</b></p><p><b>　

3、　混合氣體冷卻器設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2．設(shè)計(jì)條件：</b></p><p>　?。?）處理能力：227301 kg（混合氣）/h；</p><p>　?。?）設(shè)備型式：標(biāo)準(zhǔn)列管換熱器；</p><p><b>　?。?）操作條件：</b></p>&l

4、t;p>　?、倩旌蠚猓喝肟跍囟?10℃，出口溫度60℃；壓力不大于0.6MPa；</p><p>　　②冷卻介質(zhì)：自來(lái)軟水入口溫度為30℃，壓力不大于0.6MPa；</p><p>　?、墼试S壓強(qiáng)降：管程、殼程壓強(qiáng)降均不大于30kPa；</p><p>　　（4） 物性參數(shù)：</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：&

5、lt;/b></p><p>　　（1） 傳熱面積、換熱管根數(shù)；</p><p>　?。?） 確定管束的排列方式、程數(shù)等的規(guī)格和數(shù)量；</p><p>　　（3） 殼體的內(nèi)徑；</p><p>　?。?） 冷、熱流體進(jìn)、出口管徑；</p><p>　?。?） 核算總傳熱系數(shù)；</p>&l

6、t;p>　?。?） 管殼程流體阻力校核。</p><p><b>　　4. 設(shè)計(jì)成果：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；</b></p><p>　　5. 設(shè)計(jì)時(shí)間：一周。</p><p><b>　　6. 參考文獻(xiàn)</b></p>&

7、lt;p>　　陳敏恒等 《化工原理》 化學(xué)工業(yè)出版社 1999.6第二版</p><p>　　柴城敬等 《化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》天津大學(xué)出版社 1999.5</p><p><b>　　7. 設(shè)計(jì)人：</b></p><p>　　學(xué)號(hào)：6411110119</p><p><b>　　姓名： 史明青

8、</b></p><p><b>　　8．設(shè)計(jì)進(jìn)程：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師布置，實(shí)踐題目 0.5天</p><p>　　設(shè)計(jì)方案確定 0.5天</p><p>　　估算傳熱面積，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

9、 0.5天</p><p>　　核算 1.5天</p><p>　　編寫(xiě)實(shí)踐說(shuō)明書(shū) 1.0天</p><p>　　答辯 1.0天</p><p&

10、gt;<b>　　目錄</b></p><p>　　遼寧科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表I</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)II</p><p>　　1 計(jì)算熱流量及平均溫差</p><p>　　1.1基本物性數(shù)據(jù)的查取</p><p><b>　　1.2熱負(fù)荷的計(jì)算</b

11、></p><p>　　1.2.1 Q值的計(jì)算</p><p>　　1.2.2冷卻水的用量</p><p>　　1.3流體流徑的確定</p><p>　　1.4平均溫度差的計(jì)算</p><p>　　1.5傳熱面積的估算</p><p>　　1.5.1 K值的選取</p>

12、<p>　　1.5.2傳熱面積的估算</p><p><b>　　2初選換熱器型號(hào)</b></p><p>　　2.1管內(nèi)流速、管長(zhǎng)、管程數(shù)的確定</p><p>　　2.2換熱器型號(hào)確定</p><p>　　2..3管程流通面積、傳熱面積核算及中心排管數(shù)的核算</p><p>　　2.

13、4總傳熱系數(shù)K01</p><p><b>　　3 核算壓降2</b></p><p><b>　　3.1管程壓降2</b></p><p><b>　　3.2殼程壓降2</b></p><p><b>　　4核算總傳熱系數(shù)</b></p&g

14、t;<p>　　4.1管程對(duì)流傳熱系數(shù)</p><p>　　4.2殼程對(duì)流傳熱系數(shù)</p><p>　　4.3總傳熱系數(shù)K1</p><p>　　4.4所需傳熱面積A0</p><p>　　5設(shè)計(jì)結(jié)果匯總11</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)13</b></p>

15、;<p>　　1 計(jì)算熱流量及平均溫差</p><p>　　1.1基本物性數(shù)據(jù)的查取</p><p>　　混合氣體的定性溫度：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇冷卻水的溫升為10℃，則井水的出口溫度為t2=40℃</p><p>　　水的定性溫度 </p><p>　　查的，混合氣體和井水在

16、定性溫度下的物性數(shù)據(jù)為</p><p><b>　　1.2熱負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　冷卻水耗量</b></p><p>　　1.3確定流體的流徑</p><p>　　該設(shè)計(jì)任務(wù)的熱流體為混合氣體，冷流體為井水，為使混合氣體通過(guò)殼壁面向空氣中散熱，提高冷卻效果，令混合氣體走殼程，

17、井水走殼程。</p><p>　　1.4計(jì)算平均溫度差</p><p>　　暫按單殼程，雙管程考慮，先求逆流時(shí)平均溫度：</p><p><b>　　計(jì)算R和P</b></p><p><b>　　由R、P值，查下圖</b></p><p>　　得，故選用單殼程可行。<

18、/p><p><b>　　1.5估算傳熱面積</b></p><p>　　高溫流體為有機(jī)物，其黏度在（0.5～1）,低溫流體為水時(shí)，K選大致在280～710，故，先取K值為400</p><p><b>　　初選換熱器型號(hào)</b></p><p>　　為了便于清洗殼程污垢，以采用浮頭式列管換熱器為宜，在

19、決定管數(shù)和管長(zhǎng)時(shí)，首先要選定管內(nèi)流速。冷卻水走管程時(shí)，速度大致在1～3.5m/s，取=1.5m/s。設(shè)所需單程管數(shù)為n,的管內(nèi)徑為0.02，從管內(nèi)體積流量</p><p>　　解的n=363根。又有傳熱面積</p><p>　　可以求得單程管長(zhǎng) </p><p>　　若選用6m長(zhǎng)的管，則管程數(shù) 取整數(shù)2</p><p>　　故查表得

20、相近浮頭式換熱器的主要參數(shù)如下表</p><p>　　對(duì)表中查得的數(shù)據(jù)做核算如下。</p><p>　　每程的管數(shù), 管程流通面積,與查得的0.1380很好符合。</p><p>　　傳熱面積，比查得的402.2稍大，這是由于管長(zhǎng)的一小部分需用于在管板上固定管子。應(yīng)以查得的A=402.2為準(zhǔn)。</p><p>　　中心排管數(shù)，查得的=22

21、似乎太小，按正方形斜轉(zhuǎn)45度排列，=22時(shí)，n最多為100；現(xiàn)未知浮頭式2管程的具體排管方式，暫存疑。故按下式計(jì)算 取整數(shù)=35</p><p>　　采用此換熱面積的換熱器，則要求過(guò)程的總傳熱系數(shù)為</p><p><b>　　核算壓降</b></p><p><b>　　3.1管程壓降</b></p>&

22、lt;p><b>　　其中 </b></p><p><b>　　管程流速</b></p><p><b>　　雷諾數(shù) </b></p><p>　　摩擦系數(shù) 取鋼管絕對(duì)粗糙度mm,見(jiàn)下表，</p><p>　　得相對(duì)粗糙度，根據(jù)Re=3.33,查下圖</p

23、><p><b>　　得</b></p><p><b>　　管內(nèi)阻力損失</b></p><p>　　直管阻力由范寧公式算得： </p><p>　　局部阻力由經(jīng)驗(yàn)式算得：</p><p><b>　　3.2殼程壓降</b></p>&l

24、t;p>　　殼程數(shù)Ns=1 Fs=1.15</p><p>　　管子為正方形斜轉(zhuǎn)45度排列 F=0.4 =35</p><p><b>　　-</b></p><p><b>　　取折流擋板間距:，</b></p><p><b>　　折流擋板數(shù)：</b

25、></p><p><b>　　取整數(shù)7</b></p><p><b>　　殼程流通面積：</b></p><p><b>　　殼程流速:</b></p><p><b>　　摩擦系數(shù)</b></p><p><b&g

26、t;　　管束損失：</b></p><p><b>　　缺口損失：</b></p><p>　　故，殼程損失： </p><p>　　可知，管程和殼程都能滿(mǎn)足工藝要求。</p><p><b>　　4核算總傳熱系數(shù)</b></p><

27、p><b>　　4.1管程給熱系數(shù)</b></p><p>　　以上已算出Rei=3.33，現(xiàn)在算。</p><p><b>　　4.2殼程給熱系數(shù)</b></p><p><b>　　上面已算出</b></p><p>　　現(xiàn)混合氣體被冷卻，故?。ǎ?0.95 &

28、lt;/p><p><b>　　4.3總熱系數(shù)</b></p><p>　　按管外面積計(jì)算，略去管壁熱阻。</p><p><b>　　4.4所需傳熱面積</b></p><p><b>　　裕度為</b></p><p>　　表6.1 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表<

29、;/p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鄒華生,黃少烈.化工原理（第二版）［Ｍ］.北京:高等教育出版社,2009:244-253</p><p>　　[2] 柴誠(chéng)敬.化工原理（上冊(cè)）［Ｍ］.北京:高等教育出版社,2005:126-130</p><p>　　[3] 張洪流.化工原理（流體