冷凝器课程设计

苯冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解苯冷凝器的构造、工作原理及其在化工行业中的应用。

2. 学生能掌握苯冷凝器的关键部件，如冷却器、压缩机、膨胀阀等，并了解其功能。

3. 学生能了解并描述苯的物理性质，如沸点、凝固点、比热容等，以及其在冷凝过程中的变化。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决苯冷凝器在实际运行中可能出现的简单问题。

2. 学生能通过实验或模拟操作，掌握苯冷凝器的操作流程和注意事项。

3. 学生能运用图表、数据等工具，对苯冷凝器的工作效率进行简单评估。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程设备产生兴趣，激发他们学习化学工程及相关领域的热情。

2. 培养学生的团队协作意识，使他们学会在实验和解决问题时相互合作、共同进步。

3. 培养学生的环保意识，让他们了解化工设备在环保方面的重要性，以及如何降低环境污染。

本课程针对高年级化学工程及相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

旨在使学生不仅掌握苯冷凝器的理论知识，还能运用所学解决实际问题，培养他们的实践操作能力和科学素养。

二、教学内容本章节教学内容围绕苯冷凝器的工作原理、结构组成、操作流程及应用案例展开。

具体安排如下：1. 工作原理：- 苯的物理性质：沸点、凝固点、比热容等。

- 冷凝过程的基本原理：热量传递、相变等。

- 苯冷凝器的工作原理：冷却器、压缩机、膨胀阀等部件的协同作用。

2. 结构组成：- 冷却器：类型、结构、材料及其在苯冷凝器中的作用。

- 压缩机：类型、工作原理、性能参数等。

- 膨胀阀：功能、类型、调节原理等。

- 其他辅助设备：如储液器、干燥器、过滤器等。

3. 操作流程：- 苯冷凝器的启动、运行、停车及维护保养操作。

- 实际操作过程中的注意事项：安全、节能、环保等。

- 常见故障及其排除方法。

4. 应用案例：- 苯冷凝器在化工生产中的应用实例。

- 不同工况下苯冷凝器的性能分析。

课程设计说明书设计题目：换热器课程设计能源与动力工程学院热能与动力专业学生姓名：蔡海瑞学号：U200711873指导教师：何国庚，谢军龙，李嘉老师完成时间: 2010.11华中科技大学目录一．设计题目 (3)二．设计计算1.冷凝器热负荷的计算 (4)2.冷空气参数的确定 (5)3.冷凝器的结构初步规划 (6)4.空气侧传热系数的计算 (7)5.管内R22冷凝时的表面传热系数计算 (11)6.计算所需传热面积 (13)7.确定空冷冷凝器的结构外形参数 (14)8.空气侧阻力计算及选择风机 (15)三. 参考文献 (16)一：设计题目室外侧进风温度35℃，冷凝温度50℃，过冷度5℃，室内侧进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃，蒸发温度7℃，过热度5℃，压缩机指示效率0.75.换热器类型：冷凝器。

制冷剂：R22。

系统制冷量：Q0=3200W。

二：设计目标由于系统制冷量比较小，因此所设计系统的冷凝器形式选为：空气强制流动的空冷冷凝器三：冷凝负荷计算根据题目提供的数据查R22a的压焓图，如下图所示，W Q2200 0查的各状态点1点：T1=12℃,P1=621.44,h1=407.84(kj/kg),s1=1.760kj/(kg错误！未找到引用源。

k)2s点：P2s=1942.31kPa，h2s=434（kj/kg）S2s=1.760kj(kg错误！未找到引用源。

k)2点：T2=50℃,p2=1942.31kPa3点：T3=45℃,h3=254(kj/kg),P3=1942.31kPa压缩机指示效率:ηi=0.75冷凝器热负荷Qk计算：单位制冷量：q0=h1-h3=153.84kj/kg, 错误！未找到引用源。

=442.72 kJ/㎏故，单位质量压缩功错误！未找到引用源。

34.88制冷剂质量流量：错误！未找到引用源。

=0.0208kg/s故，冷凝器的热负荷为错误！未找到引用源。

=3.925KW1.冷空气参数的确定表6-5 空冷式冷凝器设计计算参数的选择项目选择原则肋片的几何参数国产纯铜管铝套片换热器的典型结构参数：纯铜管Ф10错误！未找到引用源。

食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计班级：姓名：学号：设计时间目录（一）设计任务书 (3)（二）设计方案的确定 (3)（三）冷凝器的选型计算 (4)（四）核算安全系数 (6)（五）列管式换热器零部件的设计 (8)（六）设计概要表 (10)（七）主体设备结构图 (10)（八）设计评价与讨论 (11)（九）参考文献 (11)（一）食品科学与工程设计任务书一、设计题目：列管式冷却器设计二、设计任务：将制冷压缩机压缩后制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。

三、设计条件：1、冷库冷负荷Q0=3000KW；2、高温库，工作温度0～4℃，采用回热循环；3、冷凝器用河水为冷却剂，可取进水温度为13~26℃；4、传热面积安全系数5～15%。

四、设计要求：1.对确定的设计方案进行简要论述；2.物料衡算、热量衡算；3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸；4.计算阻力；5. 编写设计说明书（包括：①.封面；②.目录；③.设计题目；④.流程示意图；⑤.流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。

）6.绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的的结构（3号图纸）、花板布置图（3号或4号图纸）。

备注：参考文献格式：期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码。

专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。

（二）设计方案的确定设计方案的确定包括制冷剂的选择、冷凝器型式的选择、流体流入冷凝器空间的选择、冷却剂的选择及其进出口温度的确定等。

一、 冷凝器造型与冷凝剂的选择选择卧式壳管式冷凝器（管束采用光滑钢管）、R717(氨气)做冷凝剂，原因有： 1. 卧式壳管式结构紧凑、传热效果好、冷却水进出口温差大，耗水量小。

2. 氨气较氟利昂环保，其卧式壳管冷凝器的传热性能也比氟利昂高。

以氨作为制冷剂，能制取0℃以下的低温；维修简单、操作方便、易于管理；氨价格低廉，来源充足；对大气臭氧层无破坏作用；钢材及冷却水消耗量大；热力系数较低。

卧式蒸汽冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解卧式蒸汽冷凝器的基本结构和工作原理；2. 学生能够掌握卧式蒸汽冷凝器的热量交换计算方法；3. 学生能够了解卧式蒸汽冷凝器在工业应用中的重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析卧式蒸汽冷凝器的热量交换过程；2. 学生能够运用计算公式，进行卧式蒸汽冷凝器的热量交换计算；3. 学生能够通过实例分析，提高解决实际工程问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到卧式蒸汽冷凝器在节能降耗、环境保护方面的重要性，增强环保意识；2. 学生能够培养对热力设备的学习兴趣，激发探索精神和创新意识；3. 学生能够通过团队协作，培养沟通能力和团队合作精神。

分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于热工学领域，侧重于热力设备的工作原理和热量交换计算；2. 学生特点：学生为初中年级，具备一定的物理基础，对热力学概念有一定了解；3. 教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和实际问题解决能力。

二、教学内容1. 卧式蒸汽冷凝器的基本结构：- 冷凝器的定义及分类；- 卧式蒸汽冷凝器的组成部分及功能；- 对比分析卧式与立式冷凝器的优缺点。

2. 卧式蒸汽冷凝器工作原理：- 蒸汽在冷凝器中的热量交换过程；- 冷凝器内流体流动与传热的基本原理；- 影响卧式蒸汽冷凝器传热效果的因素。

3. 热量交换计算方法：- 对流传热系数的计算；- 冷凝器传热面积的计算；- 卧式蒸汽冷凝器热效率的计算。

4. 工业应用及实例分析：- 卧式蒸汽冷凝器在工业领域的应用场景；- 实例分析：卧式蒸汽冷凝器在典型工业设备中的应用；- 分析卧式蒸汽冷凝器在节能环保方面的作用。

5. 教学进度安排：- 基本结构和工作原理：2课时；- 热量交换计算方法：3课时；- 工业应用及实例分析：2课时。

教学内容根据教材相关章节进行组织，注重科学性和系统性，旨在帮助学生掌握卧式蒸汽冷凝器的相关知识，提高解决实际问题的能力。

食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计设计任务书华南农业大学食品学院食品工程原理课程设计任务书一、设计题目：管壳式冷凝器设计。

二、设计任务：将制冷压缩机压缩后的制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。

三、设计条件：1．冷库冷负荷Q=学生学号最后2位数×100（kw）；2．高温库,工作温度0~4℃,采用回热循环。

3．冷凝器用河水为冷却剂，每班分别可取进口水温度:21~25℃(1班)、6~10℃(2班)、11~15℃(3班)、16~20℃(4班)、1~5℃(5班)。

4．传热面积安全系数5~15%。

四、设计要求：1．对确定的工艺流程进行简要论述；2．物料衡算、热量衡算；3. 确定管壳式冷凝器的主要结构尺寸；4. 计算阻力；5. 编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。

)；6. 绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的结构图（3号图纸）、及花板布置图（3号或4号图纸）。

目 录1 前言 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 文献综述 (3)2 工艺说明及流程示意图 (3)2.1 工艺说明 (3)2.2 流程示意图 (3)3 设计方案的确定 (4)3.1 制冷剂的选择 (4)3.2 冷却剂的选择 (4)3.3 液体流入冷凝器空间的选择 (4)3.4 液速的选择 (4)3.5 冷却剂适宜出口温度的确定 (5)3.6 蒸发温度、冷库温度、制冷剂蒸发温度、冷凝温度确定 (5)4 设计计算及说明 (5)4.1 冷凝器型式的选择 (5)4.2 冷凝器的选型计算 (6)4.2.1 冷凝器的热负荷 (6)4.2.2 冷凝器的传热面积计算 (6)4.2.3 冷凝器冷却水用量 (7)4.3 管数、管程数和管束的分程、管子的排列 (7)4.3.1 管数 (7)4.3.2 管程数 (7)4.3.3 管束的分程、管子在管板上的排列方式 (8)4.3.4 管心距及偏转角 (8)4.4 壳体直径、壳体厚度计算 (8)4.4.1 壳体直径 (8)4.4.2 壳体厚度的计算 (8)4.5 计算校核 (9)4.5.1 实际流速 (9)4.5.2流体雷诺数及流体类型 (9)4.5.3传热系数K (9)4.5.3.1 管内冷却水的传热系数)(i a (9)4.5.3.2 管外制冷剂冷凝膜系数)(0a (10)4.5.3.3 以管内表面积为基准的Ki (10)4.5.4 传热面积计算及安全系数计算 (11)4.5.5 冷凝器的阻力 (11)4.4.6 回热的判断及热量衡算 (12)5 设计结果概要表 (13)6 设计评价及问题讨论 (13)6.1 设计评价 (13)6.2 设计问题及讨论 (14)6.2.1 设计问题 (14)6.2.2 问题讨论 (14)参 考 文 献 (15)附录 (15)1 前言1.1 设计意义食品工程原理作为食品科学与工程的最重要的专业课之一，学生要非常熟悉，并掌握其中的原理及懂得如何应用。

苯甲苯冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握苯甲苯冷凝器的基本结构和工作原理；2. 学生能够运用所学知识，分析苯甲苯冷凝器在化工生产中的应用及作用；3. 学生了解并掌握苯甲苯冷凝器的操作步骤和安全注意事项。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的苯甲苯冷凝器实验装置；2. 学生能够运用苯甲苯冷凝器进行实验操作，并正确收集、处理实验数据；3. 学生能够运用批判性思维和问题解决能力，分析并解决苯甲苯冷凝器实验过程中可能遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对化学实验的兴趣和热情，增强探索精神和实践能力；2. 学生能够认识到苯甲苯冷凝器在化工生产中的重要性，增强对化学工业的认识和责任感；3. 学生在实验过程中，培养团队合作意识，学会尊重他人，养成安全、环保的操作习惯。

课程性质：本课程属于化学实验课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。

学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的化学基础知识和实验操作能力，对实验充满好奇心和探索欲。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调实验操作技能的培养，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，培养良好的情感态度价值观。

通过具体的学习成果评估，确保课程目标的达成。

二、教学内容1. 苯甲苯冷凝器的基本概念与结构特点：介绍苯甲苯冷凝器的定义、分类及其在化工生产中的应用，分析其结构特点及工作原理，对应教材第三章第二节。

2. 苯甲苯冷凝器实验装置的设计与搭建：讲解实验装置的设计原则，指导学生搭建简单的苯甲苯冷凝器实验装置，对应教材第三章第三节。

3. 苯甲苯冷凝器操作步骤及安全注意事项：详细讲解实验操作步骤，强调安全操作规范，对应教材第三章第四节。

4. 实验数据的收集与处理：教授实验数据收集的方法和技巧，指导学生正确处理实验数据，对应教材第三章第五节。

5. 实验现象的分析与问题解决：分析苯甲苯冷凝器实验过程中可能出现的现象，培养学生的问题解决能力和批判性思维，对应教材第三章第六节。

空冷冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。

2. 学生能掌握空冷冷凝器的结构组成，了解其主要部件的功能和特点。

3. 学生能掌握空冷冷凝器热力计算的基本方法，并能够运用相关公式进行简单计算。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析和解决实际工程中空冷冷凝器的问题。

2. 学生能够设计简单的空冷冷凝器实验，观察并分析实验结果。

3. 学生能够运用信息技术和工程软件，进行空冷冷凝器的模拟与优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对物理学科产生浓厚的兴趣。

2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，学会倾听、尊重他人意见。

3. 培养学生关注环境保护和能源节约，认识到空冷冷凝器在节能减排中的重要性。

课程性质：本课程为高中物理选修课程，侧重于工程实践和实际应用。

学生特点：高中学生具备一定的物理基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题，培养其创新精神和实践能力。

教学过程中，注重引导学生主动探索，激发学生的学习兴趣和积极性。

二、教学内容1. 空冷冷凝器基础知识：- 空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。

- 空冷冷凝器的结构组成，主要部件功能及特点。

2. 空冷冷凝器热力计算：- 空冷冷凝器热力计算的基本方法及公式。

- 结合实际案例，进行热力计算练习。

3. 空冷冷凝器实验与操作：- 设计简单的空冷冷凝器实验，观察并分析实验结果。

- 学习操作空冷冷凝器实验设备，掌握实验技能。

4. 空冷冷凝器模拟与优化：- 运用信息技术和工程软件，进行空冷冷凝器模拟。

- 分析模拟结果，探讨优化方案。

5. 环保与节能：- 讨论空冷冷凝器在节能减排中的重要性。

- 探讨空冷冷凝器的环保设计原则。

教学内容安排与进度：第一课时：空冷冷凝器基础知识学习。

目录课程设计任务 (3)第一章前言 (4)第二章概述 (5)2.1冷凝的目的 (5)2.2冷凝器的类型 (5)2.2.1立式壳管式冷凝器 (5)2.2.2卧式壳管式冷凝器 (5)2.3设计方案的确定 (6)第三章设计计算 (8)3.1初选结构 (8)3.1.1 物性参数 (8)3.1.2设Ko 初选设备 (9)3.2传热计算 (10)3.2.1管程换热系数α2 (10)3.2.2 壳程传热热系数α1 (11)3.2.3污垢热阻与传导热阻 (11)3.2.4 校核传热 (11)3.3 压降计算 (12)3.3.1管程压降计算 (12)3.3.2壳程压降计算 (12)第四章结构设计 (13)4.1 冷凝器的安装与组合 (13)4.2管子设计 (13)4.3 管间距（S）的设计 (14)4.3.1管子在管板上的固定 (14)4.3.2管间距 (14)4.4管板设计 (14)4.5 壳体的厚度计算 (15)4.6 封头设计 (15)4.7 管程进出口管设计 (15)4.7.1进出口管径设计 (15)4.7.2位置设计 (15)4.8 壳程进出口管设计 (15)4.8.1出口管径（冷凝液） (15)4.8.2蒸汽入口管径的设计 (15)4.8.3位置设计 (16)4.9法兰 (16)4.10支座 (16)4.11其它 (16)第五章设计小结 (17)致谢 (18)参考文献 (18)课程设计任务：设计题目：乙醇=水精馏塔塔顶产品全凝器设计条件：处理量： 6 万吨／年产品浓度：含乙醇 95％操作压力：常压冷却介质：水压力： P= 303.9kPa水进口温度： 30o C水出口温度： 40o C第一章前言课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节。

它要求学生利用课程理论知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成指定的化工设计任务，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。

课程设计说明书设计题目：换热器课程设计能源与动力工程学院热能与动力专业学生姓名：张XX学号：U指导教师：李何完成时间：2012.1华中科技大学一．设计题目风冷式空调器的换热器设计。

室外侧进风温度35度，冷凝温度47度，过冷度5度，室内侧进风干球温度27度，湿球温度19.5度，蒸发温度7度，过热度5度，压缩机指示效率0.75。

换热器类型：冷凝器。

制冷剂：R134a 。

系统制冷量：Q 0=2800W 。

二：冷凝负荷计算根据题目提供的数据查R134a 的压焓图，如下图所示，查R134a 压焓图得 t6=7C 0 h6=403kj/kgt1=12C 0 h1=406 kj/kg h2s=433 kj/kg t4=42C 0 h4=h5=261 kj/kg21210.75s i h h h h η-==- 得h2=442 kj/kgQ 0=2800W肋片当量高度为'''(1)(10.35ln)0.0108282bdhρρ=-+=肋片特性参数98.6510*15.0*20328.66*2230===-ffmδλα其中)/(203kmwf⋅=λ肋片效率863.0)tanh(==mhmhfη故冷凝器的外表面效率为871.04878.00299.0863.0*4579.0=+=+=tbffs fffηη当量表面传热系数)/(73.5728.66*871.02kmwsj⋅===αηα六.管内R134a冷凝时的表面传热系数计算○1假设管壁的温度t w=45.0℃则平均温度为462w kmt tt+==℃根据R22管内冷凝的换热有关计算公式根据t m=46℃,查表得1419.7sr=,B m=81.90(B m=134(9.81/)mρλν,3957/,76.6/(),89.75kg m mw m k u uPa sρλ==⋅=⋅)871.0=sη)/(73.572kmwj⋅=α代入，有1144140.683*19.7*81.90*0.009()3577.8()i k wk wt tt tα---=-=-由热平衡可得管壁温度平衡方程：()()i i k w j t w amd t t f t tαπα-=-即)38(*4878.0*73.57)(*009.0**)(8.357741-=---wwkwktttttπ整理得)38(16.28)47(16.10143-=-wwtt由试凑法得t w*=44.7℃时，等式成立。