课程设计
学院：蚌埠学院
班级：11级食品科学与工程3班
姓名：xxxxx
学号：51106023027
指导老师：xxxxxx
2013年6月
设计任务书
一、设计题目
热水冷却器的设计
二、设计参数
（1）处理能力 6.2×104t/a热水。
（2）设计形式锯齿形板式换热器
（3）操作条件
①热水：入口温度85℃,出口温度60℃。
②冷却介质：循环水，入口温度32℃,出口温度40℃。
③允许压降：不大于105pa。
④每年按330天计，每天24小时连续运行。
⑤建厂地址：湖南地区。
三、设计内容及要求
（1）计算热负荷
（2）计算平均温度差
（3）初估换热面积及初选板型
（4）核算总传热系数K
（5）计算传热面积S
（6）压降计算
（7）板式换热器滚个选型
（8）附属设备的选型
（9）换热工艺流程图（手绘A2），主体设备工艺条件图（手绘A1）。
目录
1概述 (3)
1.1板式换热器的简介 (3)
1.2设计方案简介 (7)
1.3确定设计方案 (10)
1.3.1工艺流程 (10)
1.3.2换热器选型 (11)
1.4符号说明 (11)
2主要设备工艺计算 (12)
2.1计算定性温度 (12)
2.2计算热负荷 (12)
2.3计算平均温差 (12)
2.4初估换热面积S及板型 (12)
2.5核算总传热系数K (13)
2.5.1计算热水侧的对流给热系数 (13)
2.5.2计算冷水侧的对流给热系数 (14)
2.5.3金属板热阻 (14)
2.5.4污垢热阻 (14)
2.5.5总传热系数 (15)
2.6估算传热面积S (15)
2.7计算压力降ΔP (15)
3换热器主要技术参数和计算和结果 (16)
设计评述 (19)
参考文献 (20)
附录 (21)
附录1 (21)
1 概述
换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
1.1锯齿形板式换热器简介
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
1.板式换热器的基本结构
2.板式换热器是以波纹为传热面的新型、高效换热器，它具有如下特点：
a、高效节能：板式换热器的传热系数高，比相同平方的列管式换热器提高30%~50%。
b、结构紧凑：板式换热器体积小，占地面积小，散热损失小，重量轻，每立方米体积内约布置250平方米左右的传热面积，占地面积仅为列管式换热器的1/4-1/8。
c、拆装清洗方便：板式换热器靠夹紧螺栓将夹固板和板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗。有时甚至可以不必完全拆开仅把压紧螺栓松开就可抽出板片清洗，更换胶垫，以至更换板片，同时由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢。
d、使用寿命长：板式换热器的板片采用不锈钢或钛合金板片压制，可耐各种腐蚀介质。
e、适用性强：板式换热器板片为独立元件，可按要求随意增减流程，形式多样：可适用于各种不同工艺的要求。
f、不串液：板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄漏，介质总是向外排出。
g、制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。
h、容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
I、热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。
3.板式换热器的应用场合
a. 制冷：用作冷凝器和蒸发器。
b. 暖通空调：配合锅炉使用的中间换热器、高层建筑中间换热器等。
c. 化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。
d. 冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。
e. 机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却等。
f. 电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等。
g. 造纸工业：漂白工艺热回收，加热洗浆液等。
h. 纺织工业：粘胶丝碱水溶液冷却，沸腾硝化纤维冷却等。
i. 食品工业：果汁灭菌冷却，动植物油加热冷却等。
j. 油脂工艺：皂基常压干燥，加热或冷却各种工艺用液。
k. 集中供热：热电厂废热区域供暖，加热洗澡用水。
l. 其他：石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用。
3.压降校核
在板式换热器的设计选型使，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。
（1）结构原理
可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。
（2）板式换热器的设计特点
1、高效节能：其换热系数在3000～4500kcal/m2?°C?h，比管壳式换热器的热效率高3~5倍。
2、结构紧凑：板式换热器板片紧密排列，与其他换热器类型相比，板式换热器的占地面积和占用空间较少，面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。
3、容易清洗拆装方便：板式换热器靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗，同时由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢。
4、使用寿命长：板式换热器采用不锈钢或钛合金板片压制，可耐各种腐蚀介质，胶垫可随意更换，并可方便在、拆装检修。
5、适应性强：板式换热器板片为独立元件，可按要求随意增减流程，形式多样；可适用于各种不同的、工艺的要求。
6、不串液，板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄露，介质总是向外排出。
（3）板式换热器的应用范围
板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门，可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况
i.化学工业制造氧化钛、酒精发酵、合成氨、树脂合成、制造橡胶、冷却磷酸、冷却甲醛水、碱炭工业、电解制碱。
ii.钢铁工业冷却淬火油，冷却电镀用液、冷却减速器润滑油、冷却轧制机、拉丝机冷却液。
iii.冶金行业铝酸盐母液的加热和冷却，冷却铝酸钠，炼铝轧机润滑油冷却。
iv.机械制造业各种淬火液冷却，冷却压力机、工业母机润滑油，加热发动机用油。
v.食品工业制盐，乳品，酱油，醋的杀菌、冷却，动植物油加热、冷却，啤酒生产中啤酒、麦芽汁的加热冷却，制糖，明胶浓缩，杀菌、冷却，制造谷氨酸钠。
vi.纺织工业各种废液热回收，沸腾磷化纤维的冷却，冷却粘胶液，醋酸和酸醋酐的冷却，冷却碱水溶液，粘胶丝的加热和冷却。
vii.造纸工业冷却黑水，漂白用盐、碱液的加热、冷却，玻璃纸废液的热回收，加热蒸煮酸，冷却氢氧化钠水溶液，回收漂白张纸的废液，排气的凝缩，预热浓缩纸浆似的废液。
viii.集中供暖热电厂废热区域供暖，加热生活用水，锅炉区域供暖
ix.油脂工业加热、冷却合成洗涤剂，加热鲸油，冷却植物油，冷却氢氧化钠，冷却甘油、乳化油。
x.电力工业发电机轴泵冷却，变压器油冷却。
xi.船舶柴油机，中央冷却器，卸套水冷却器，活塞冷却器，润滑油冷却器，预热器，海水淡化系统（包括多级及单级）
xii.其他医药、石油、建陶、玻璃、水泥、地热利用等。
1.2设计方案简介
图２分别显示了平直形翅片和锯齿形翅片换热器中距冷流体入口７ＭＭ处截面的速度场分布。将流体速度达到入口处速度的９９％处定义为边界层与主流区的分界处，本次计算中，冷热流体的入口速度分别为６．５Ｍ／Ｓ和１．６４Ｍ／Ｓ。可以清楚地看到流体在锯齿形翅片中的速度边界层比在平直形翅片中的速度边界层薄，说明了与平直形翅片相比，锯齿形翅片对增加流体扰动、破坏边界层具有明显的作用。
锯齿形翅片的温度场和速度场分布
图３Ａ显示了锯齿形翅片中热通道中间截面处的温度场分布，可以看到交错排列的翅片使流体在流动方向上产生的热边界层总是不断被破坏，使得锯齿形翅片比平直形翅片拥有更好的换热效果。图３Ｂ显示了的中间截面处的速度矢量分布，从图中可以看到流体接近翅片时出现的分流，和流体离开翅片时在翅片尾部产生的微小旋涡。
局部换热系数和压力的变化趋势
从图４Ａ中可以看出冷热流体的换热系数都是随着温度的增
加而增加（热流体沿Ｚ轴正方向流动，冷流体相反），这说明流体的局部换热系数受温度的影响；冷热流体在入口附近的局部换热系数都相对较大，这是因为从入口到层流充分发展段之间的区域内，流体的热边界层比较薄，因而有较高的局部换热系数。热流体的局部换热系数大约是冷流体局部换热系数的两倍，这是因为热流体的ＲＥ数大约为冷流体ＲＥ的两倍。从图４Ｂ中可以看出流体的局部换热系数在相邻两排锯齿的交错面上出现突跃，这是因为流体受到翅片的扰动后边界层突然变薄，使流体在那里的换热突然增强。比较图４Ａ和图４Ｂ可以看到，相同情况下，锯齿形翅片的换热系数要大于平直形翅片的换热系数。从图５Ａ中可以看到冷热流体的压力变化基本是线性的，在入口处变化较大，冷热流体的总压损大约在２５０ＰＡ
和７５ＰＡ。从图５Ｂ中可以看到冷热流体的压力变化也呈现出锯齿状，在锯齿的交错面上流体的压力出现突降，这是因为翅片对流体的阻挡造成的，冷热流体的压损大约为２５ＰＡ和１０ＰＡ。
1.3 确定设计方案
将ＣＦＤ技术运用到板翅式换热器的设计领域，通过合理简化，建立了平直形和锯齿形两种翅片类型的换热器通道模型，对微小通道中流体的流动与传热进行了数值分析，并对计算结果进行了分析，比较了两种翅片中流体的边界层、局部换热系数和压力损失，从微观角度得出了锯齿形翅片高换热效率的根本原因。
1.3.1工艺流程
工艺流程设计涉及面很广，它最先开始，最后完成，是由浅入深、由定性到定量逐步分段进行的。逐步得到工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图、管道仪表流程图。
1.3.2 换热器选型 锯齿形板式换热器
1.4 符号说明
W H 热液体质量流量 /kg h W C 冷流体质量流量 /kg h C PH 热水定压比热 K J(㎏·℃) C PC 冷水定压比热 K J(㎏·℃)
m t '? 平均温差 ℃
m t ? 校正后的平均温差 ℃
K 总传热系数 W ·㎡·℃-1 S 换热面积 ㎡ R E 雷洛准数 无因次 P R 普兰特准数 无因次
1α 热流体对流传热系数 W ·㎡·℃-1
2α 冷流体对流给热系数 W ·㎡·℃-1
锯齿形板式换热器
水
水
热
水
热
水
w λ 材料导热系数 W/M ·℃
B 板材厚度 ㎜
2 热水冷却器的设计工艺计算
2.1计算定性温度，并查取定性温度下的物性数据
将60?103t/Y 的热水从80℃冷却至50℃，冷却介质采用循环水，循环水入口温度30℃，出口温度为40℃，设计一台锯齿形板式热水冷却器，完成该生产任务。
热水：()C 702/6080?=+=m T 冷却水：()C 352/4030?=+=m t
查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表 物性 流体 定性温度℃ 密度 kg/m 3 粘度 mPa ·s 比热容 kJ/(kg ·℃) 导热系数 W/(m ·℃) 热水 70 977.8 0.406 4.187 0.668 冷却水
36
993.6
0.712
4.174
0.628
2.2计算热负荷 ()2111T T c m Q p s -=
式中kg/s 18.27828.2kg/h 24330/10102.6341==???=s m
()kW 13.1826080187.418.2=-??=Q
2.3计算平均温差 ()()()()C
75.343060/4080ln 30604080?=-----='?m t 2.4 初估换热面积及初选板型
对于热水与冷却水的换热，列管式换热器的K 值大约为850~1700W/m2?℃，而板式换热器的K 值为列管式换热器的2~4倍，则可初估K 为
2500 W/m2?℃。 初估换热面积
23
m 10.275
.3425001013.182=??='?=m t K Q S
初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式换热器，其单通道流通截面积为
0.00045m 2，有效单片传热面积0.10m 2。 试选组装形式10
110
10.2??-
。 该式表示其公称换热面积为2.0m 2，热水的程数为1，每程的流道均为10；冷却水的程数为1，其流道为10。
因所选板型为混流，故可采用列管式换热器的温差校正系数：
2304060
802.03080304012211112=--=--==--=--=
t t T T R t T t t P 查单壳程的温差校正系数图，得98.0=φ 2m 01.3475.3498.0=?='?=?m
m t t φ 初估板式换热面积
23
m 14.201
.3425001013.182=??=?=m t K Q S
2.5核算总传热系数K
2.5.1计算热水侧的对流给热系数 热水在流道内的流速
m/s 49.010
00045.08
.977/175.21=?=
u
当量直径
mm
0.100.522=?==δe D （δ为板片波纹高度，即板间距）
11801000406.08
.97749.001.0Re 11
11=??=
=
μρu D e （在2850~14600之间）
55.2668
.0000406.04187Pr 1111
=?==λμp c 选用0.22m 锯齿形波纹板片给热系数的计算公式
3
.01
61.011
1Pr Re 31
.0e
D λα=（适用于146002850~Re =） C W/m 8351545.21180101
.0668
.031.023.061.01??=???
=α
2.5.2计算冷却水侧的对流给热系数 冷却水的质量流量
()()
()()
4.36kg/s 304041746080418717
5.212221112=-?-??=
--=
t t c T T c m m p p s s 冷却水在流道内的流速
m/s 28.01000045.0997
/27.12=?=
u
3907000712.06.99328.001.0Re 2222=??==μρu D e （在2850~14600之间）
73.4628.0000712.04174Pr 2222=?==λμp c
4
.0261.02
22Pr Re 31.0e
D λα=（适用于146002850~Re =） C W/m 99.1379732.474.39001.0628
.031.024.061.02??=???=α
2.5.3金属板的热阻
拟选用板材为不锈钢(1Cr18Ni9Ti )，其导热系数λw =16.8W/m C ??，板的厚度估计为b =0.8mm （估计值），则
R=C/W m 000048.08
.16108.023??=?=-w b
λ 2.5.4污垢热阻
查化工原理课程设计书[4],得热水和循环冷水侧的污垢热阻分别为： 附录24 壁面污垢热阻
冷却水 单位：㎡·℃·W-1 加热液体温
度/℃
115以下
115～205
水的温度/℃ 25以上 25以下 水的速度 1以下 1以上 1以下 1以上
海水
0.8598×
10-4
0.8598×
10-4 1.7197×
10-4 1.7197×10-4 自来水、井
1.7197×
1.7197×
3.4394×
3.4394×10-4
水、湖水 10-4 10-4 10-4 蒸馏水
0.8598×10-4 0.8598×10-4 0.8598×
10-4 0.8598×10-4
硬水
5.1590×
10-4 5.1590×10-4 8.598×
10-4 8.598×10-4
河水
5.1590×
10-4
3.4394×10-4 6.8788×10-4
5．1590×10-4
C/W
m 107197.1C/W m 107197.12
4
2241???=???=--R R
2.5.5总传热系数
C
W/m 39.9436
.39391
200017197.0000048.09.137911
1
1
122
211
??=+
+++=
+
++
+=
αλαR b
R K w
2.6估算传热面积
所需传热面积
23
,m 89.112
.322.13051026.79=??=?='逆m t K Q S
设备实际传热面积
()()2m 4692201442201...N S =?-=?-=
安全系数
%53%10089
.189
.19.1=?- 2.7计算压力降
查锯齿形波纹板式换热器的u ~p Δ曲线图 热水侧m/s 5101.u =时，pa p 5h 1012753≤=?满足要求 热水侧m/s 5102.u =时，pa p 5c 1041202≤=?满足要求 所选换热器的规格如下
所选换热器的规格为22
1112/8.81006BJ0.2
??-，其主要技术参数如下： 外形尺寸（长×宽×高）……………1000×300×1.2mm 有效传热面积…………………….……0.22m2 波纹形式……………………………….锯齿形 波纹高度……………………………….5.8mm 法向波纹节距………………………….40mm 流道宽度……………………………….280mm 平均板间距…………………………….5.8mm 平均流道横截面积…………………….0.0016m2 平均当量直径………………………….11.6mm 板片材料……………………………….H62-1
3换热器主要技术参数和计算结果
根据生产任务和设计要求计算，
所选的锯齿形板式换热器的主要技术参数和计算结果见表5-1
表5-1 锯齿形板式换热器技术参数和计算结果
换热器类型：锯齿形板式换热器
换热面积(m 2)：9.46
裕度：16% 技术参数：
物料名称
热水侧 冷水侧
操作压强,MPa 0.13 0.41 操作温度, ℃
85/55
40/32
流量,kg/h 4332.
4
9936
流体密度,
kg/m3
977.8 993.6 流速,m/s 0.143 0.530 总传热量,kW 79.26
总传热系数,
W/m2·℃
1305.2
对流传热系数, W/m2·℃3939.
6
8306.8
污垢系数,m2·K/W 0.0001719
7
0.00017197
推荐使用材料不锈钢(1Cr18Ni9Ti )
换热器规格BJ0.2×(6/100)/8.8-(2×12/1×22) 外形尺寸,长
×宽×高, mm
625×235×0.8
有效传热面
积,m2
0.10
波纹形式锯齿形波纹
波纹高度,mm 5.0
法向波纹节
距,mm
40
流道宽度210mm 平均板间
5.0 距,mm
0.00045 平均流道横截
面积,m2
10
平均当量直
径, mm
设计评述
本次化工原理课程设计是对锯齿形板式换热器的设计，由刘艳老师指导。经历一周，通过到图书馆查阅有关文献资料、上网搜索资料、和向老师请教以及反复的计算核实，本板式换热器的设计可以说基本完成了。回想这一周，感受颇深：
开始接到这个任务，对换热器设计没有概念。老师要求一个星期之内设计板式换热器来冷却水，对我来说实在是一项艰巨的任务，但是经过不断的努力，还是如期完成。我觉得在课程设计中我学到了很多东西，尤其在下面几个方面得到了很好的锻炼和培养：
一、查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。通常设计任务书给出后，有许多数据需由设计者去搜集，有些物性参数要查取或估算，计算公式也由设计者自行选用，这就要求设计者运用各方面的知识，详细而全面的考虑后方能确定。
二、正确选用设计参数，对于课程设计不仅要求计算正确，还要求从工程的角度综合考虑各种因素，从总体上得到最佳结果。
三、正确、迅速地进行工程计算。计算是一个反复试算的过程，计算工作量很大，因此正确与迅速必需同时强调。
四、掌握化工设计的基本程序和方法，学会用简洁的文字和适当的图表表示自己的设计思想。
在整个设计过程中，出现了很多的状况，尤其是在最初计算换热器参数的时候，反复的计算验算，但通过向老师请教，最终还是完成了核算。
单片机原理及系统课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气092 姓名：龚岩 学号： 200909114 指导教师：于晓英 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月 1日
1引言 太阳能热水器控制器设计具有很强的实用性,用成本低廉的电阻式传感器以及电极配以单片机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温的控制及显示。本装置电路简单、实用性强、性价比高、水温控制灵活，水位显示直观醒目，可广泛应用于家庭生活对太阳能热水器水温控制，具有良好的市场前景。 2设计方案及原理 (1) 系统采用MCS-5l 单片机为中心控制单元。系统的硬件电路包括：控制器实时时钟接口电路、蓄水箱温度检测接口电路、串行显示接口电路、复位电路等。 (2) 特点：利用单片机实时监测水温。用水时，若日晒水温达不到设定值，电加热器自动补温。该系统具有使用方便、稳定性高。节能等特点，实用性高。 3硬件设计 3.1芯片名称 AT89C51是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机，4KB Flash 只读程序存储器(ROM),512B 内部数据存储器(RAM),该微处理器采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，引脚兼容80C51和80C52芯片。 3.2系统框图 AT89C51 水温检测AD 转换时钟控制温度显示 报警装置 图3.2 系统原理框图
3.3时钟电路与复位电路 如图3.3所示，该控制器采用AT89C51单片机，机内有一高增益反相放大器，构成自激振荡电路，振荡频率取12MHz，外接12MHz晶振，两个电容取30pF，以便于起振荡的作用。上电复位电路由R9、C3构成复位电路，在上电瞬间，产生一个脉冲，AT89C51复位。 图3.3 时钟与复位电路 3.4 温度检测模块 如图3.4所示，温度传感器采用热敏电阻，在其二端加上一定的工作电压，其输出电流与温度变化成线性关系，ADC0832将其转换为数字信号，输入CPU。 图3.4 温度检测电路
化工原理课程设计 热水冷却器的设计 姓名：李响 学号：2011033216 班级：化学工程与工艺112班
一、设计题目： (4) 二、设计目的： (4) 三、设计任务及操作条件： (4) 四、设计内容： (5) 五、课程设计说明书的内容 (5) 四、参考书目： (5) 前言 (6) 一、设计方案简介： (6) 1.1换热器的选择： (6) 一、方案简介 (7) 二、方案设计 (8) 1．确定设计方案 (8) 2、确定物性数据 (9) 3．初选换热器规格 (9) (2)冷却水用量 (9) 5.工艺结构尺寸 (10) 5.1管径和管内流速及管长 (10) 5.2管程数和传热管数 (10) 5.3平均传热温差校正及壳程数 (11) 5.4传热管排列和分程方法 (11) 5.5壳体内径 (11) 5.6折流板 (12) 5.7接管 (12) 6换热器核算 (13) 6.1热量核算 (13) 6.2换热器内流体的压力降 (15) 三、设计结果一览 (17)
任务书 一、设计题目： 热水冷却器的设计 二、设计目的： 通过对热水冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构 特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。 三、设计任务及操作条件 ： 1.处理量 5 105.2?/年热水 2.设备型式列管换热器 3.操作条件 ： （1）热水：入口温度 80 ℃，出口温度 60 ℃ （2）冷却介质：循环水，入口温度 25 ℃，出口温度 35 ℃ （3）允许压降：≦105 Pa （4）水在定性温度70℃下的物性数据： 3/7.995m Kg h =ρ S Pa h ??=-410061.4μ )/(187.4C Kg KJ C ph ?= )/(6676.0C m W h ??=λ （5）水在定性温度70℃下的物性数据：
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
x x x x x大学 化工原理课程设计题目煤油冷却器的设计 教学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 20XX年6月8日 目录
第一章绪论 (1) 第二章方案设计说明 (1) 2.1换热器的选型 (1) 2.1.1 换热器的分类 (1) 2.1.2 间壁式换热器 (1) 2.1.3 管壳式换热器 (1) 2.1.4 换热器的选型 (2) 2.2材质的选择 (2) 2.3换热器其他结构设计 (2) 2.3.1 管程机构 (2) 2.3.2 壳程结构 (2) 第三章管壳式换热器的设计计算 (3) 3.1确定设计方案 (3) 3.1.1 选择换热器类型 (3) 3.3.2 流动空间及流苏确定 (3) 3.2 确定物性参数 (3) 3.3 计算总传热系数 (4) 3.3.1 热流量 (4) 3.3.2 平均传热温差 (4) 3.3.3 冷却水用量 (4) 3.3.4 总传热系数 (4) 3.4 计算传热面积 (5) 3.5 工艺结构尺寸 (5) 3.5.1 管径和管内流速 (5) 3.5.2 管程数和传热管数 (5) 3.5.3 平均传热温差校正及壳程 (6) 3.5.4 传热管排列和分程方法 (6) 3.5.5 壳体内径 (6) 3.5.6 折流板 (7) 3.5.7 接管 (7) 3.6 换热器核算 (7)
3.6.1 热量核算 (7) 3.6.2 换热器内流体的流动阻力 (9) 第四章计算结果一览表 (11) 课程设计心得与体会 (12) 参文文献 (14) 附录（1）油冷却器的设计任务书 (15) 附录（2）符号说明 (16)
第一章绪论 工程设计是工程建设的灵魂，又是科研成果转化为现实生产力的桥梁和纽带，它决定了工业现代化水平。设计是一项政策性很强的工作，它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面，而且还会涉及多专业、多学科的交叉、综合和相互协调，是集体性的劳动。先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标。而化工原理课程设计，是将所学的化工原理理论知识联系实际生产的重要环节。一方面，它要求综合运用物理，化学，化工原理，工程制图的理论知识，确定生产工艺流程和计算设备的尺寸；另一方面，又要求根据设计对象的具体特征，凭借设计者的经验（或借鉴前人的经验），灵活运用设计的诀窍，对所选设备，工艺过程以及各种参数进行合理的筛选，校正和优化，达到经济合理的生产要求。 第二章设计方案说明 2.1换热器的选型 2.1.1换热器的分类 换热器是化工，炼油工业中普遍应用的工艺设备，用来实现热量的传递，使热量由高温流体传给低温流体。根据传热方式可分为混合式换热器，蓄热式换热器，和间壁式换热器，其中间壁式换热器是工业中应用最为广泛的一类。其主要特点为：冷热流体被一固体间壁隔开，通过壁面进行转热。考虑到间壁式换热器设计技术比较成熟，而且国家在该类换热器的设计，制造，检验和验收等方面已有较为完善的设设计资料和系列化标准，因此选择间壁式换热器。 2.1.2间壁式换热器 按照传热面的形状和结构特点，间壁式换热器又可细分为管式换热器，如套管式，螺旋管式，管壳式，热管式；板面式换热器，如板式，螺旋式，板壳式等；扩展面式换热器，如板翅式，管翅式，强化的传热管等。在管式换热器中，管壳式换热器是应用最广泛的一种，该类换热器结构相对简单，造价不高，壳选用多种结构材料，管内清洗方便，处理量大，在高温条件下也能应用。考虑其诸上优点，以及生产任务均符合管式换热器的要求，选择管壳式换热器。 2.1.3 管壳式换热器 管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。它因结构简单、耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点而在换热设备中占据主导地位。管壳式换热器根据其结构特点分为：固定管板式换热器，浮头式换热器，U形管式换热器。以下主要介绍固定管板式换热器。 固定管板式换热器，管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体连接，与其他形式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体
电子信息工程专业课程设计任务书 题目：电热水器控制系统设计 设计内容 设计一个由8051MCU组成的电热水器控制系统。能够测量当前水温并显示；可以设置烧水温度，当无水时要有报警功能。通过这个过程熟悉温度传感器、键盘控制和七段数码管的使用，掌握51系列单片机控制和测试方法。；用LED显示测量得到的水温值。完成基本要求，可以适当发挥进行扩展设计。 1 ）数码管显示：年月日时分秒； 2）键盘输入修改时间、日期设置； 设计步骤 一、总体方案设计 以51系列MCU构成核心模块，合理分配存储器资源和I/O资源。温度 采集模块建议采用 DS18B20，或采用PtIOO再经模数转换；显示模块用2位LED可满足需要；报警模块可采用声光等形式；输入模块可选用矩阵式键盘 或键盘驱动芯片；可选用 8255进行I/O扩展。 二、硬件选型工作 对于每一个芯片要有具体型号，对每个分立元件要给出其参数 三、硬件的设计和实现 1. 选择计算机机型（采用 51内核的单片机）； 2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、 显示接口电路等）； 3. 接口电路； 4. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等） 四、软件设计 1. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块； 2. 编写相关子程序； 3. 其它程序模块（显示与键盘等处理程序）。 五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（ A3幅面）。
一、................................... 设计要求 1 二、................................... 设计目的 1 三、............................. 设计的具体实现 1 1. ................................................................................................ 硬件 设计 (2) 1.1. .................................................................... 单片机的 选择 (2) 12水位检测电路 (6) 1.3.温度检测电路 (7) 14A/D转换器 (9) 1.5.报警电路 (10) 2. .............................................................................................. 软件设 计 (11) 2.1. 温度测量子程序 (12) 2.2. 判断子程序 (13) 2.3重要代码.......................
化工原理课程设计 题目：热水冷却器的设计 学生姓名：肖俊 学号：0911401035 系别：化学与化学工程系 专业：制药工程 指导教师：刘艳 起止日期：2011年5月23日 2011年6月6日
目录 1概述 (4) 1.1板式换热器简介 (4) 1.1.1板式换热器的基本结构 (4) 1.1.2板式换热器的特点 (5) 1.1.3板型选择 (6) 1.1.4流程和流道的选择 (6) 1.2 设计方案简介 (7) 1.2.1板型选择 (7) 1.2.2流程和流道的选择 (7) 1.2.3 压降校核 (7) 2 设计任务书 (8) 2.1设计题目 (8) 2.2设计参数 (8) 2.3设计内容及要求 (8) 2.3.1首先计算定性温度，并查取定性温度下的物性数据 (8) 2.3.2计算热负荷 (9) 2.3.3计算平均温差 (9) 2.3.4初估换热面积及初选板型 (9) 2.3.5核算总传热系数K (10) 2.3.6 计算传热面积S (12) 2.3.7 压降计算 (12) 3 工艺流程草图及说明 (14) 3.1设计流程图： (14) 3.2工艺流程草图及说明： (15) 4工艺计算及主要设备设计 (16) 4.1热量衡算 (16) 4.2换热器工艺尺寸的计算 (16) 4.3结构设计图.................................. 错误!未定义书签。5辅助设备的计算和选型 (17) 5.1泵的选择 (17) 5.1.1对热水所需的泵进行选择计算： (18) 5.1.2对冷水所需的泵进行计算选择： (18)
6主要技术参数和计算结果列表 (19) 6.1换热器参数表 (19) 6.2辅助设备参数表 (20) 7设计评述 (21) 8参考文献 (23) 9 主要符号说明 (24)
基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证
《化工过程设备设计Ⅰ（一）》 说明书 设计题目：换热器的设计 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计日期： 设计单位：青海大学化工学院化学工程系
目录 前言 (4) 任务书 (5) 目的与要求 (6) 一、工艺设计方案 (8) 二、确定物性数据 (9) 三、估算传热面积 (9) 四、工艺结构尺寸 (10) 五、换热器核算 (12) 六、设计结果概要一览表 (17) 七、参考文献 (19)
前言 化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。 化工原理课程设计是化工原理课程教学的一个实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。围绕以某一典型单元设备(如板式塔、填料塔、干燥器、蒸发器、冷却器等)的设计为中心，训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。设计时数为3周，其基本内容为： (1)设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。 (2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算)：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。 (3)辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。 (4)工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点。 (5)主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。 (6)设计说明书的编写。设计说明书的内容应包括：设计任务书，目录，设计方案简介，工艺计算及主要设备设计，辅助设备的计算和选型，设计结果汇总，设计评述，参考文献。 整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。 设计者： 2015年月日
南京工业大学 《材料工程原理B》课程设计 设计题目：热水冷却器的设计 _________________________ 专业：_______________________________________________ 班级：高材__________________________________________ 学号：____________ 姓名： __________________ 日期：__________________________________________ 指导教师：_______________________________________ 设计成绩：_____________ 日期：____________________
设计任务书 (一)设计题目 热水冷却器的设计 (二)设计任务及操作条件 1. 处理能力 5.0 104t/a 热水 2. 设备型式锯齿形板式换热器 3. 操作条件 (1)热水：入口温度80C，出口温度60C (2)冷却介质：循环水，入口温度32C，出口温度40 C (3)允许压强降：不大于5X 105Pa ( 4)每年按330 天计，每天24 小时连续运行 4. 建厂地址天津地区 (三)设计要求选择适宜的锯齿形式板式换热器并进行核算。
目录 1 概述 1.1 板式换热器的基本结构 (4) 1.2 板式换热器的优缺点 (6) 1.3 板式换热器与管式换热器的比较 (7) 1.4 板式换热器的实际应用 (8) 2 设计方案简介 2.1 板式换热器的选型 (9) 2.2 板式换热器的优化设计方向 (10) 2.3 工艺流程简图 (13) 3 热水冷却器的设计工艺计算 3.1 符号说明 (14) 3.2 定性温度下的物性数据 (14) 3.3 计算热负荷. (15) 3.4 计算平均温度差 (15) 3.5 初估换热面积及初选板型 (15) 3.6 核算总传热系数K (16) 3.7 估算传热面积 (18) 3.8 计算压力降 (18) 4 辅助设备的选择与计算 4.1 泵的选择 (19) 5 设计结果概要 (21) 附录
目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)
第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。
1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。
第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下：
课程设计任务书
一、摘要 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。 在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，对换热器的要求也日益增强。换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同，换热器可以有各种各样的形式和结构。在生产中，换热器有时是一个单独的设备，有时则是某一工艺设备的组成部分。 衡量一台换热器好的标准是传热效率高、流体阻力小、强度足够、结构合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修方便、节省材料和空间、节省动力。 二、关键字 煤油，换热器，列管式换热器，固定管板式
目录 一、概述 (1) 二、工艺流程草图及设计标准 (1) 2.1工艺流程草图 (1) 2.2设计标准 (2) 三、换热器设计计算 (2) 3.1确定设计方案 (2) 3.1.1选择换热器的类型 (2) 3.1.2流体溜径流速的选择 (2) 3.2确定物性的参数 (3) 3.3估算传热面积 (3) 3.3.1热流量 (3) 3.3.2平均传热温差 (3) 3.3.3传热面积 (3) 3.3.4冷却水用量 (4) 3.4工艺结构尺寸 (4) 3.4.1管径和管内流速 (4) 3.4.2管程数和传热管数 (4) 3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (4) 3.4.4传热管排列和分程方法 (5) 3.4.5壳体内径 (5) 3.4.6折流板 (5)
编制说明 一、工程概况 1、工程名称：福建工程学院新校区南区学生公寓H区4号楼 2、工程地点: 福州市闽侯县上街镇福州地区大学城 3、工程规模：1）建筑面积2617.04㎡。 2）建筑层数：架空层为停自行车，一~六层为学生公寓，建筑 总高度：23.8m。 4、结构体系：框架结构 二、课程设计过程主要内容 1、熟悉图纸： 了解工程概况：福建工程学院新校区南区学生公寓H区4号楼，为地上框架结构，抗震设防烈度7度，建筑面积为2617.04㎡，建筑层数为地上七层（包括架空层一层），建筑总高度为23.8米。 2、给排水工程、消防工程、电气工程等各个分部分项工程的工程量计算； 3、工程量清单的编制和计价； 4、主要材料费的分析与计算； 5、各种措施费的计算和单位工程造价的计算； 6、装订成册上缴。 三、控制价执行的定额标准 ⑴《全国统一安装工程预算定额福建省综合单价表》（2002版）、 ⑵《全国统一建筑安装工程工期定额》 ⑶《福建省建设工程综合单价计价办法》。 ⑷《建设工程工程量清单计价规范》（GB50500-2008）。 ⑸《福建省建筑安装工程费用定额》（2003版），利润率及建筑工程企业管理费 率按闽建筑[2005]15号及闽建筑[2005]25号文的规定调整。 ⑹人工单价按闽建筑[2010]＊号文(最新)的规定调整， ⑺采用福州2012年3月份(中旬)材料价格材料信息价并结合市场情况确定。 ⑻规费中劳动保险费暂按甲类计入招标工程最高控制价,工程竣工结算时按企 业核定的取费类别计取劳保费用，调整合同价款（提供劳保核定卡原件核
对）。 ⑼本工程税金按3.381%计算；工程排污费暂不计入。 四、课程设计相关问题说明： （一）图纸中存在的问题和解决方案 1、给水室内外以建筑物外墙皮 1.5米为界；排水计至建筑物外墙皮 2.0米处。 2、所有电缆的埋深均按0.7m计。 3、电气及弱电系统进户保护管、电缆计至建筑物外墙皮2.0米； 4、ZL至开水器的P2回路暂不考虑。 5、电源控制器、电磁阀暂不计入；电能计量系统 的管理机、自动购电机、自动转帐机、显示屏暂不计入； 6、电话系统地下部分采用电话电缆HYA-75*(2*0.5)敷设； 7、电气说明里的电话系统中的“而后穿PVC16沿地暗敷至各间电话出线盒”改 为“而后穿PVC16沿棚、再沿墙暗敷至各间电话出线盒” 8、金属蛇皮管的管径均按DN16考虑。 9、屋顶防雷平面图中a所指代的“不同标高的避雷带应用Ф12镀锌圆钢就近焊 接，共4处”改为“不同标高的避雷带应用Ф12镀锌圆钢就近焊接，共6处“。 10
南京工业大学《材料工程原理B》课程设计设计题目： 专业：班级： 学号：姓名： 日期： 指导教师： 设计成绩：日期：
设计任务书 （一）设计题目 热水冷却器的设计 （二）设计任务及操作条件 （1）处理能力410 5.5 t/a热水 （2）设备型式锯齿形板式换热器 （3）操作条件 a热水：入口温度C 80,出口温度C 60 b冷却介质：循环水，入口温度C 32,出口温度C 40 c冷却压降：不大于Pa 5 10 d每年按330天计，每天24小时连续运行 (4) 建厂地区：天津地区 （三）设计要求 选择适宜的锯齿形板式换热器进行核算
目录 第一章：设计方案简介 1.1概述 (3) 1.1.1 换热器 (3) 1.1.2 三种换热器的比较 (3) 1.1.3 板式换热器 (5) 1.2方案设计和拟定 (9) 1.3确定设计方案 (12) 第二章：工艺流程简图 2.1锯齿形板式换热器的组装形式 (12) 2.2工艺流程 (14) 第三章：工艺计算和整体设备计算 3.1符号说明 (14) 3.2 计算定性温度 (15) 3.3计算热负荷 (16) 3.4计算平均温差 (16) 3.5初估板式换热面积S和板型 (16) 3.6核算总传热系数K (18) 3.6.1计算热水测的对流给热系数 (18) 3.6.2计算冷水测的对流给热系数 (18) 3.6.3金属板热阻 (19) 3.6.4污垢热阻 (19) 3.6.5总传热系数 (20) 3.6.6估算总传热系数S (20) 3.7计算压力降Δp (21) 第四章：设计结果概要和设计一览表 (23) 第五章：附图 5.1: 工艺流程图 (25) 5.2：主体设备工艺图 (26) 第六章：设计小结 (27) 参考文献 (28)
课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、设计任务：利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler， 即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19)
南京工业大学《材料工程原理B》课程设计 设计题目: 煤油冷却器的设计 专业：高分子材料科学与工程 班级：高材0801 学号: 1102080104 姓名: 夏亚云 指导教师: 周勇敏 日期： 2０10/12/30 设计成绩:
目录 一.任务书 (3) １.1．设计题目 1．2.设计任务及操作条件 1.3.设计要求 二.设计方案简介 (3) ２.1．换热器概述 2.２列管式换热器 2．3.设计方案的拟定 2.4.工艺流程简图 三．热量设计 (5) 3．1.初选换热器的类型 3.2.管程安排(流动空间的选择)及流速确定 ３.3.确定物性数据 3．4．计算总传热系数 ３.5.计算传热面积 四.工艺结构设计…………………………………………………………………………………………..-８- 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4．3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.传热管排列和分程方法 4.5．壳程内径及换热管选型汇总 4.6.折流板 4.7.接管 五．换热器核算…………………………………………………………………………………………．-13－ 5.１.热量核算 5.2.压力降核算 六.辅助设备的计算和选择……………………………………………………………………………１７ 6.1.水泵的选择 6.2.油泵的选择 七.设计结果表汇 (20) 八.参考文献． (20) 九.心得体会………………………………………………………………………………….…………… 2１附图：（主体设备设计图,工艺流程简图）
§一．化工原理课程设计任务书 1.1设计题目 煤油冷却换热器设计 1.2设计任务及操作条件 １、处理能力 15.8×１04t/y 2、设备型式列管式换热器 ３、操作条件 （１）煤油: 入口温度１4０℃，出口温度４０℃ (２)冷却介质：工业硬水,入口温度２0℃,出口温度4０℃ (3）油侧与水侧允许压强降：不大于１05 Pa （４）每年按３３０天计，每天24小时连续运行 (5)煤油定性温度下的物性参数: 1．3设计要求 选择合适的列管式换热器并进行核算 1．４绘制换热器装配图 (见Ａ４纸另附） §二．设计方案简介 2.1换热器概述 换热器是化工,炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂,换热器的费用约占总费用的１０％~20%，在炼油厂约占总费用3５％~40%。换热器在其他部门,如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此,设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的意义。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,即简称换热器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
计算机控制技术课程设计说明书 快热式家用电热水器设计 学生姓名：刘转园学号：08050444X04学院：信息商务学院 专业：电气工程及其自动化 指导教师：张颖 2011年12月
中北大学信息商务学院计算机控制技术课程 设计任务书 2011/2012 学年第一学期 学院: 信息商务学院 专业: 电气工程及其自动化 学生姓名: 刘转园学号：08050444X04 设计题目:快热式家用电热水器设计 起迄日期:2011年12月12日~2011年12月23日指导教师: 石喜玲 系主任:王忠庆 下达任务书日期:2011年12月12日
课程设计任务书 1．设计目的： 本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 设计快热式家用电热水器控制系统，其设计要求如下： (1)用2位数码管显示出水温度，温度检测显示范围为00～99℃，精确度为±1℃。 (2)设置3个功率档位指示灯，1-4档1个灯亮，5-8档2个灯亮，9档3个灯全亮。 0档灯不亮，无功率输出。 (3)设置3个轻触按钮，分别为电源开关键、“+”键和“-”键加热功率为0-9档， 按“+”键依次递增至9档，按“-”键依次递减至0档。 (4)出水温度超过65℃时停止加热，并蜂鸣报警，温度降到45℃以下恢复。 (5)内胆温度超过105℃时停止加热，防止干烧。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 1．根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。 2．画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。 3．软件设计，给出流程图及源代码并加注释。 4．用proteus软件绘制硬件电路原理图及调试软件进行仿真分析。
华东交通大学 课程设计说明书 设计题目：热水冷却器的设计 学院：基础科学学院专业班级：应用化学一班学生姓名：王业贵 学号：211 指导教师：周枚花老师 完成日期：2013.6.28
目录 任务书 (3) 一、设计题目： (3) 二、设计目的： (3) 三、设计任务及操作条件 (3) 四、设计内容 (3) 五、课程设计说明书的内容 (4) 六、主要参考书 (4) 七、设计时间 (4) 前言 (5) 一、设计方案简介 (6) 1.1换热器的选择 (6) 1.2设计概述 (7) 1.3设计方案 (7) 1.4管程安排 (8) 二、确定物性数据 (8) 三、主要工艺参数计算 (9) 3.1热负荷 (9) 3.2平均传热温差 (9) 3.3冷却水用量 (9) 3.4初算传热面积 (9) 3.5工艺结构尺寸 (10) 3.5.1管径和管内流速 (10) 3.5.3平均传热温差校正及壳程数 (10) 3.5.4传热管排列和分程方法 (11) 3.5.5壳体直径 (11) 3.5.6折流板 (11) 3.5.7接管 (12) 四、压降核算 (12) 4.1传热面积校核 (12) 4.1.1管程传热膜系数 (12) 4.1.2壳程传热膜系数 (13) 4.1.3污垢热阻和管壁热阻 (14) 4.1.4总传热系数K (14) 4.1.5传热面积校核 (14) 4.2换热器内压降的核算 (15) 4.2.1管程阻力 (15) 4.2.2壳程阻力 (16) 五、主要结构尺寸和计算结果 (17) 六、心得体会 (18) 七、参考文献 (18) 八、附图（工艺流程、主体设备工艺条件图） (18)
热交换器温度控制系统 一．控制系统组成 由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。 图1换热器出口温度控制系统流程图 控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。 二、设计控制系统选取方案 根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。多级离心泵的转速由便频器来控制。 换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。 图2换热器的温度控制系统工艺流程图 引起换热器出口温度变化的扰动因素有很多，简要概括起来主要有： （1）热流体的流量和温度的扰动，热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。 （2 ）冷流体的流量和温度的扰动。冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速
河西学院 Hexi University 化工原理课程设计 题目 :煤油冷却器设计 学院 :化学化工学院 专业 :化学工程与工艺 学号 : 姓名 :张冠雄 指导教师 :王兴鹏 2016 年 11 月 21 日
化工原理课程设计任务书一、设计题目 煤油冷却器的设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量）25000吨 / 年 操作周期7200小时 / 年 2. 操作条件 煤油入口温度120 ℃，出口温度40 ℃ 冷却介质自来水，入口温度20 ℃，出口温度40 ℃ 允许压降≦ 105Pa 冷却水温度20℃ 饱和水蒸汽压力( 表压 ) 3. 设备型式列管式换热器 4.厂址上海（压力： 1atm ） 三、设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.换热器的工艺计算 3.换热器的主要尺寸设计 4.辅助设备选型 5.设计结果汇总 6.绘制换热器总装配图：主视图、俯视图、剖面图、两个局部放大图 7.设计评述
目录 1 概述 .................................................. 化工原理课程设计的目的、要求...........................列管式换热器及其分类................................... 换热器的设计要求....................................... 符号说明 ............................................... 2 确定设计方案 .......................................... 设计任务 ............................................... 列管式换热器形式的选择................................. 管壳程的选择 ........................................... 流体流速的选择......................................... 3 列管式换热器的结构.................................... 管程结构 ............................................... 壳程结构 .............................................. 4 列管式换热器的设计计算................................ 计算步骤 ............................................... 计算传热系数 ........................................... 计算传热面积 ........................................... 5 工艺结构尺寸的计算.................................... 管径和管内流速......................................... 管程数和传热管数....................................... 平均传热温差校正系数................................... 传热管排列和分程方法................................... 壳体内径 ............................................... 折流板 ................................................. 接管 ................................................... 6 换热器核算 ............................................ 热量核算 ............................................... 面积核算 ...............................................错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。错误 ! 未指定书签。