化工原理课程设计模板-换热器

化工原理课程设计模板-换热器1. 引言换热器是化工过程中常用的设备之一，其主要功能是在流体之间进行热量传递，以实现温度控制、能量回收等目的。

本文将介绍化工原理课程设计中换热器的设计过程和要点。

2. 设计目标在进行换热器设计之前，首先要确定设计的目标。

设计目标包括但不限于以下几点：•确定需要传热的流体的进口温度和出口温度；•确定传热后流体的温度变化范围；•确定换热器的热传导面积；•确定换热器的传热系数。

3. 设计步骤换热器的设计过程可以分为以下几个步骤：3.1 确定流体的性质参数在设计换热器之前，需要明确流体的性质参数，包括流体的密度、比热容以及传热系数等。

这些参数可以通过实验测定或者查阅相关文献获得。

3.2 计算流体的传热量根据热传导定律，可以计算流体的传热量。

传热量的计算公式如下：Q = m * c * ΔT其中，Q表示传热量，m表示流体的质量，c表示流体的比热容，ΔT表示流体的温度变化。

3.3 确定换热器的传热面积根据热传导定律，可以计算换热器的传热面积。

传热面积的计算公式如下：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A表示传热面积，U表示换热器的传热系数，ΔTlm表示对数平均温差。

3.4 选择换热器的类型和结构根据设计要求和实际情况，选择合适的换热器类型和结构。

常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器等。

3.5 进行换热器的细节设计在确定了换热器的类型和结构之后，进行换热器的细节设计，包括管道的布置、流体的流动方式以及换热器的材料选择等。

3.6 进行换热器的性能评价完成换热器的设计之后，进行性能评价，验证设计结果是否满足设计目标。

性能评价主要包括换热器的传热效率、压降以及经济性等方面。

4. 实例分析下面通过一个实例来说明换热器的设计过程。

实例：管壳式换热器假设需要设计一个管壳式换热器，用于将流体A的温度从40℃降至20℃，同时将流体B的温度从70℃升至90℃。

根据设计要求，我们可以计算出流体A和流体B的传热量，然后根据对数平均温差计算出传热面积，从而确定换热器的尺寸。

华北科技学院课程设计报告题目列管式换热器的工艺设计课程名称化工原理课程设计专业化学工程与工艺班级学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间：2011 年5月2日至2011年5月13日课程设计任务书设计题目：列管式换热器的工艺设计和选用设计题目4、炼油厂用原油将柴油从175℃冷却至130℃，柴油流量为12500 kg/h；原油初温为70℃，经换热后升温到110℃。

换热器的热损失可忽略。

60kPa。

.℃/W管、壳程阻力压降均不大于30kPa。

污垢热阻均取0.0003㎡一、确定设计方案1、选择换热器类型俩流体温度变化情况：柴油进口温度175℃，出口温度110℃。

原油进口温度70℃，出口温度110℃从两流体的温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用固定管板式换热器。

2、流程安排该任务的热流体为柴油，冷流体为原油，由于原油的黏度大，因此使原油走壳程，柴油走管程。

二、工艺结构设计（一）估算传热面积1.换热器的热流量（忽略热损失）1112312500() 2.4810(17530)38750003600m p Q q c T T W =-=⨯⨯⨯-= 2.冷却剂原油用量（忽略热损失）22123875004.40/()2200(11070)m p Q q kg s c t t ===-⨯-2.平均传热温差'1212(175110)(13070)62.5175110ln ln13070m t t t C t t ∆-∆---∆===︒∆--∆ 3.估K 值2220K W m C =⋅︒估（） 4.由K 值估算传热面积A 估=2Q 38750028.2220m m K t ==⋅∆⨯62.5估（二）工艺结构尺寸1.管径、管长、管数○1管径选择 选用192mm ϕ⨯传热管（碳钢） ○2估算管内流速 取管内流速0.6/u m s =估 ○3计算管数 2212500360071545.8460.0150.644vsi q n d u ππ⨯===≈⨯⨯估（根）○4计算管长 28.2L 10.280.01946o s A m d n ππ===⨯⨯估 ○5确定管程 按单管程设计，传热管稍长，宜采用多管程结构。

（一）设计任务和设计条件：某生产过程的流程如图所示，出混合器的混合气体经过与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中可溶组分。

已知混合气体的流量为227801kg/h,压力为6.9Mpa,循环冷却水的压力为0.4Mpa ，循环水入口温度29℃，出口温度为39℃，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。

已知混合气体在85℃下的物性数据如下：))3590105.10279.0297.3mkg sPa C m W C kg kJ C o o o po =⋅⨯=︒⋅=︒⋅=-ρηλ（二）确定设计方案：1.选择换热器的类型：该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，进口温度会降低，考虑这一因素，估计该换热器的管壁温与壳体壁温之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。

(原因：固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，或者管外侧污垢能用化学处理方法除掉的场合，同时要求壳体壁温与管子壁温温差不能太大。

) 浮头式换热器能在较高的压力下工作，适用于壳体壁温与管壁温差较大或壳程流体易结垢的场合。

U 型管式换热器适用于壳程易结垢，或壳体壁温与管壁温差较大的场合，但要求管程流体较为清洁，不易结垢。

) 2.流程安排：从物流操作压力上来看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。

但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使传热器的传热能力下降，从总体上来看，应使循环水走管程，混合气体走壳程。

（三）确定物性参数：定性温度：对于一般气体和水等低粘度流体，其定性温度可取进出口温度平均值。

故混合气体的定性温度为C T ︒=+=85260110 管程流体的定性温度为C t ︒=+=3422939 查表确定冷却水在34℃下的物性数据：()()333.99410742.0624.0174.4mkg sPa K m W K kg kJ C i i i pi =⋅⨯=⋅=⋅=-ρηλ（四）估算传热面积：1.热流量：2.平均传热温差：先按纯逆流计算（一般逆流优于并流，在工程上若无特殊需要，均按逆流考虑）()()()())(3.48296039110ln 296039110ln 12211221K t T t T t T t T t m =-----=-----=∆逆3.传热面积：由于壳程气体压力较高，故选取较大的K 值。

化工原理换热器课程设计(1)化工原理换热器课程设计1. 选题背景换热器作为化工过程中不可或缺的热交换设备，其设计与应用非常重要。

对于化工专业的学生来说，了解换热器的基本原理、分类、设计及实践应用非常有必要。

本课程设计旨在帮助学生深入了解化工原理换热器的相关知识，并能够运用所学的理论知识进行设计和实践。

2. 课程目标通过本课程设计，学生应能：（1）理解换热器的基本原理和应用；（2）掌握换热器设计的基本流程和方法；（3）运用所学的理论知识进行换热器设计和实践。

3. 课程内容（1）第一部分：换热器基本原理1. 换热器的定义及分类2. 换热器基本原理3. 换热器的热力性能（2）第二部分：换热器设计1. 换热器设计的基本流程2. 换热器设计的基本方法3. 换热器的参数和设计要求（3）第三部分：换热器实践1. 换热器的制造工艺2. 换热器的安装和调试3. 换热器运行中的故障处理4. 换热器的维护与管理4. 课程方法本课程设计采用面授课程和实践教学相结合的教学方法。

通过理论讲授和实践操作相结合的方式，使学生能够全面深入地了解到化工原理换热器的相关知识，并能够掌握换热器的基本设计方法和实践操作技巧。

5. 课程评价为了评价学生的学习效果，本课程设计采用多元化的评价方式。

包括学生的课堂表现、课后作业、设计报告和考试评分等多种方式评价学生的学习效果，以增强学生的学习动力，提高学生的学习效果。

6. 课程展望本课程设计的目标是帮助学生深入了解化工原理换热器的相关知识，掌握换热器的基本设计方法和实践操作技巧，为其未来从事相关行业工作打下扎实的基础。

同时本课程设计也综合了大量的实践案例，将有助于学生将理论知识与实践技巧相结合，更好地应对未来的工作挑战。

化工原理课程设计 换热器一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握换热器的基本工作原理，包括热传导、对流和辐射在换热过程中的作用。

2. 学生能够掌握换热器类型及适用范围，了解各类换热器的结构特点及优缺点。

3. 学生能够运用热量平衡原理，进行换热器的热力计算，掌握换热器设计的基本方法。

技能目标：1. 学生能够运用相关公式，对换热器进行选型和计算，提高解决实际工程问题的能力。

2. 学生能够通过查阅资料，了解并掌握换热器材料的选用原则，提高材料应用能力。

3. 学生能够运用CAD等软件绘制换热器简图，提高绘图技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱化学工程，关注化工设备，具备良好的职业素养。

2. 培养学生严谨的科学态度，提高团队合作意识，培养沟通与协作能力。

3. 培养学生节能环保意识，关注换热器在化工生产过程中的节能减排作用。

课程性质：本课程为化工原理课程的一部分，侧重于换热器的原理、计算和应用。

学生特点：学生为高中二年级学生，具有一定的物理和化学知识基础，对工程问题有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，通过实例分析、计算练习和小组讨论等形式，使学生掌握换热器相关知识，提高解决实际问题的能力。

教学过程中注重启发式教学，引导学生主动探究和思考。

在教学评估中，关注学生的学习成果，及时调整教学策略，确保教学目标的有效实现。

二、教学内容1. 换热器原理：包括热传导、对流和辐射的基本概念，换热器的基本工作原理及热量传递过程。

相关教材章节：第二章第四节《热量传递的基本原理》2. 换热器类型与结构：介绍各类换热器（如管壳式、板式、空气冷却式等）的结构、特点、应用范围及优缺点。

相关教材章节：第三章第一节《换热器的类型与结构》3. 换热器选型与计算：讲解换热器选型原则，热量平衡原理，换热器热力计算方法及步骤。

相关教材章节：第三章第二节《换热器的选型与计算》4. 换热器材料：介绍换热器常用材料及其选用原则，分析不同材料的性能和适用场合。

换热器化工原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握换热器的基本原理、类型及计算方法，能够运用化工原理分析解决实际工程问题。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）理解换热器的基本概念及其在化工工艺中的应用；（2）掌握换热器的传热原理，包括对流传热、热传导和热辐射；（3）熟悉不同类型的换热器结构及其特点；（4）学会换热器面积计算、热负荷计算和效率评价。

2.技能目标：（1）能够运用换热器的基本原理分析实际工程问题；（2）熟练运用相关软件进行换热器设计和模拟；（3）具备换热器操作和维护的基本技能。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的工程意识，提高解决实际问题的能力；（2）培养学生对化工行业的兴趣，树立正确的职业观；（3）培养学生团队协作、创新思维和持续学习的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本原理、类型、计算方法和实际应用。

具体安排如下：1.换热器的基本原理：介绍换热器的工作原理，对流传热、热传导和热辐射的基本概念。

2.换热器的类型：讲解不同类型的换热器，如平板式换热器、壳管式换热器、空气冷却器等，及其特点和应用。

3.换热器计算方法：教授换热器面积计算、热负荷计算和效率评价的方法。

4.换热器实际应用：分析换热器在化工工艺中的应用案例，讲解换热器操作和维护的基本知识。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、实验法等。

1.讲授法：通过讲解换热器的基本原理、类型和计算方法，使学生掌握相关理论知识。

2.案例分析法：分析实际工程中的换热器应用案例，提高学生解决实际问题的能力。

3.实验法：学生进行换热器实验，培养学生的动手能力和实验技能。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材，为学生提供系统、科学的理论知识。

2.参考书：提供相关的化工原理、热力学等参考书籍，丰富学生的知识体系。

化⼯原理课程设计__换热器⼀、设计任务书⼆、确定设计⽅案2.1 选择换热器的类型本设计中空⽓压缩机的后冷却器选⽤带有折流挡板的固定管板式换热器，这种换热器适⽤于下列情况：①温差不⼤；②温差较⼤但是壳程压⼒较⼩；③壳程不易结构或能化学清洗。

本次设计条件满⾜第②种情况。

另外，固定管板式换热器具有单位体积传热⾯积⼤，结构紧凑、坚固，传热效果好，⽽且能⽤多种材料制造，适⽤性较强，操作弹性⼤，结构简单，造价低廉，且适⽤于⾼温、⾼压的⼤型装置中。

采⽤折流挡板，可使作为冷却剂的⽔容易形成湍流，可以提⾼对流表⾯传热系数，提⾼传热效率。

本设计中的固定管板式换热器采⽤的材料为钢管(20R 钢)。

2.2 流动⽅向及流速的确定本冷却器的管程⾛压缩后的热空⽓，壳程⾛冷却⽔。

热空⽓和冷却⽔逆向流动换热。

根据的原则有：（1）因为热空⽓的操作压⼒达到1.1Mpa ，⽽冷却⽔的操作压⼒取0.3Mpa ，如果热空⽓⾛管内可以避免壳体受压，可节省壳程⾦属消耗量；（2）对于刚性结构的换热器，若两流体的的温度差较⼤，对流传热系数较⼤者宜⾛管间，因壁⾯温度与对流表⾯传热系数⼤的流体温度相近，可以减少热应⼒，防⽌把管⼦压弯或把管⼦从管板处拉脱。

（3）热空⽓⾛管内，可以提⾼热空⽓流速增⼤其对流传热系数，因为管内截⾯积通常⽐管间⼩，⽽且管束易于采⽤多管程以增⼤流速。

查阅《化⼯原理（上）》P201表4－9 可得到，热空⽓的流速范围为5～30 m ·s -1；冷却⽔的流速范围为0.2～1.5 m ·s -1。

本设计中，假设热空⽓的流速为8 m ·s -1，然后进⾏计算校核。

2.3 安装⽅式冷却器是⼩型冷却器，采⽤卧式较适宜。

空⽓⽔⽔空⽓三、设计条件及主要物性参数3.1设计条件注：要求设计的冷却器在规定压⼒下操作安全，必须使设计压⼒⽐最⼤操作压⼒略⼤，本设计的设计压⼒⽐最⼤操作压⼒⼤0.1MPa 。

3.2确定主要物性数据3.2.1定性温度的确定可取流体进出⼝温度的平均值。

-一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件使煤油从 140℃冷却到40℃,压力 1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为 10t/h,进口温度 20 ℃，出口温度 40 ℃三、设计任务1 合理的参数选择和构造设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书容1 传热面积2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核3 壳体直径4 构造设计包括壁厚5 主要进出口管径确实定包括：冷热流体的进出口管6 流程图〔以图的形式，并给出各局部尺寸〕及构造尺寸汇总〔以表的形式〕7 评价之8 参考文献一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，到达让学生了解该换热器的构造特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的根本原理，选择流程，确定换热器的根本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。

总之，通过设计到达让学生自己动手发展设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。

二、设计的指导思想1 构造设计应满足工艺要求2 构造简单合理，操作调节方便，运行安全可靠3 设计符合现行国家标准等4 安装、维修方便三、设计要求1 计算正确，分析认证充分，准确2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，往往需要将各种石油产品〔如汽油、煤油、柴油等〕进展冷却，本设计以某厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。

五、参考文献1 化工过程及设备设计，华南工学院， 19862 传热设备及工业炉，化学工程手册第 8 篇， 19873 化工设备设计手册编写组. 金属设备， 1975-4 尾英郎〔日〕等，徐忠权译，热交换设计物册， 19815 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业.六、设计思量题1 设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？4 说明列管式换热器的选型计算步骤？5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原那末确定的？6 说明常用换热管的标准规格〔批管径和管长〕。

化工原理课程设计换热器设计集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）化工原理课程设计设计任务：换热器班级：13级化学工程与工艺（3）班姓名：魏苗苗学号：1320103090目录化工原理课程设计任务书 (2)设计概述 (3)试算并初选换热器规格 (6)1. 流体流动途径的确定 (6)2. 物性参数及其选型 (6)3. 计算热负荷及冷却水流量 (7)4. 计算两流体的平均温度差 (7)5. 初选换热器的规格 (7)工艺计算 (10)1. 核算总传热系数 (10)2. 核算压强降 (13)设计结果一览表 (16)经验公式 (16)设备及工艺流程图 (17)设计评述 (17)参考文献······························ (18)化工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。

2、冷却介质：循环水，入口温度32.5℃。

3、允许压强降：不大于50kPa。

4、每年按300天计，每天24小时连续运行。

三、设备型式：管壳式换热器四、处理能力：109000吨/年苯五、设计要求：1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。

2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。

3、设计结果概要或设计结果一览表。

4、设备简图。

（要求按比例画出主要结构及尺寸）5、对本设计的评述及有关问题的讨论。

六、附表：1.设计概述1.1热量传递的概念与意义热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。

由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。

广西工业职业技术学院《化工单元操作技术》课程设计说明书题目：原油预热器的设计系部：石油与化学工程系班级：化工1231学号：姓名：指导教师：樊丁珲时间：2013年6月目录§一.任务书 (2)1.1.题目1.2.任务及操作条件1.3.列管式换热器的选择与核算§二.概述 (3)2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计背景及设计要求§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. 机械结构设计 (9)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.壳程内径及换热管选型汇总4.4.折流板4.6.接管4.7.壁厚的确定、封头4.8.管板4.9.换热管4.10.分程隔板4.11拉杆4.12.换热管与管板的连接4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型)4.14.膨胀节的设定讨论§五.换热器核算 (21)5.1.热量核算5.2.压力降核算§六. 设计结果表汇 (28)§七参考文献 (29)§附：化工原理课程设计之心得体会 (30)§一.课程设计任务书1.1.题目煤油冷却器的设计1.2.任务及操作条件1.2.1处理能力：40t/h 煤油1.2.2.设备形式：列管式换热器1.2.3.操作条件(1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃(2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃(3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa(4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)1.3.列管式换热器的选择与核算1.3.1.传热计算1.3.2.管、壳程流体阻力计算1.3.3.管壳式换热器零部件结构§二.概述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。

目录1 化工原理课程设计任务书 (1)2 概述与设计方案简介 (2)3 确定设计方案 (6)3.1 选择换热器的类型 (6)3.2 管程安排 (10)4 确定物性数据 (10)5 估算传热面积 (13)5.1 热流量 (13)5.2 平均传热温差 (13)5.3 传热面积 (13)5.4 冷却水用量 (13)6 工艺结构尺寸 (14)6.2 管程数和传热管数 (14)6.3 传热温差校平均正及壳程数 (14)6.4 传热管排列和分程方法 (15)6.5 壳体内径 (15)6.6 折流挡板 (16)6.7 其他附件..................................................................................................（167 换热器核算 (17)7.1 热流量核算 (17)7.2 面积计算 (18)7.3 换热器内流体的流动阻力 (19)8 结构设计 (20)9 参考文献 (21)10 主要符号说明 (22)1设计任务某生产过程中，反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。

已知混合气体的流量为2.8×104kg/h，压力为6.9Mpa。

循环冷却水的压力为0.4Mpa，循环水的入口温度为29℃，出口温度为39℃，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。

：2.设计说明书.概述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。

一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。

管束的壁面即为传热面。

其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。

化工原理课程设计换热器
本文设计一个换热器，实现化工过程中的能量传递。

换热器是一种常见的设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质。

首先，我们确定了换热器的工作原理和基本要求。

换热器采用了壳程和管程的设计，分别由外壳和管束组成。

热量通过管道中的热媒体流经管程，然后从外壳中的流体中吸收或释放热量。

接下来，我们选择了适用于该化工过程的换热介质。

在这个设计中，我们选择了水作为热媒体，因为水具有良好的热传导性能和可用性。

基于化工过程的热量需求，我们确定了换热器的热负荷。

热负荷是指单位时间内所需传递的热量。

我们计算了化工过程中的热负荷，并据此确定了设计换热器所需的换热面积。

为了提高换热效率，我们设计了合理的流体流动方式。

流体在外壳和管道中的流动方式可以影响换热器的传热性能。

我们通过合理设计管程和外壳的结构，以及选择合适的流道形式，来确保流体在换热器中的流动均匀且高效。

此外，我们还考虑了换热器的传热方式。

换热器可以通过对流、传导和辐射等方式进行传热。

根据化工过程的要求，我们选择了对流传热作为主要的传热方式。

最后，我们综合考虑了换热器的选材、工艺要求和安全性能。

我们选择了具有良好耐腐蚀性和导热性能的材料，并按照化工
过程的要求进行工艺设计。

在设计过程中，我们还充分考虑了换热器的安全性能，包括压力、温度和材料的选择等因素。

综上所述，本文设计了一个换热器，包括工作原理、基本要求、换热介质、热负荷、流体流动方式、传热方式、材料选材和安全性能等内容。

该设计旨在满足化工过程中的能量传递需求，并提高传热效率和安全性能。

一、前言热互换器是进行热互换操作的通用工艺设备,被广泛应用于各个工业部门,特别在石油、化工生产中应用更为广泛。

换热器分类方式多样,按照其工作原理可分为:直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类,其中间壁式换热器用量最大,据记录,这类换热器占总用量的99 %。

间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期的操作过程中积累了丰富的经验,其设计资料比较齐全,在许多国家都有了系列化标准。

近年来尽管管壳式换热器也受到了新型换热器的挑战,但由于管壳式热互换器具有结构简朴、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点,管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的重要类型换热器,特别在高温、高压和大型换热设备中仍占有绝对优势。

如何拟定最佳的换热器,是换热器优化的问题。

本说明书对指定有机物进行冷却选择合适的换热器, 并且合理安排操作管路以及选择合适的离心泵作出具体的计算说明。

二、设计任务班级: 姓名: 学号: 任课老师:（1）选择一个合适的换热器, 冷却78ºC 的某液态有机物至60ºC, 此有机物的流量为82kg/s ；（2）合理安排操作管路； （3）选择一台合适的离心泵； 有机物69ºC 的物理性质:C.W/m 6.10;C kJ/kg 2.22C ;s mPa 6.0;kg/m 997p 3︒⋅=︒⋅=⋅==λμρ冷却水: 进口温度t1=20ºC ；操作条件: 换热器管壳两侧的压降皆不应超过0.1MPa 。

三、目录一前言 (1)二设计任务 (2)四计算明细表 (4)1 管壳式换热器规格 (4)2 离心泵的型号规格 (4)3 计算数据结果记录 (5)五计算过程 (6)1 选择合适的换热器 (6)1.1 热力学数据的获取 (6)1.2 计算热负荷Q和2m q (6)1.3 计算温差和估计传热系数 (6)1.4 估算换热面积 (7)1.5 计算管程压降和给热系数 (7)1.6 计算壳程压降和给热系数 (8)1.7 计算传热系数 (9)1.8 校核传热面积 (9)2 安排管路和选择合适的离心泵 (9)2.1 管径初选 (9)2.2 压头计算 (10)六附录 (12)七符号说明 (13)八设计说明 (15)九参考文献 (15)四、计算结果明细表（1）管壳式换热器的规格（2）离心泵的型号规格（3）计算数据结果记录五、计算过程一 选择合适的换热器 1 热力学数据的获取冷却剂: 河水, 从Δtm>10℃及防止水中盐类析出为原则, 选选择出口温度: t2=40ºC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()C 302/4020 =+=m t 两流体的温差C 50C 393069 <=-=-m m t T 两流体在定性温度下的物性数据如下2 计算热负荷Q 和2m q 由热量衡算kW 72.3276)6078(22.282)(Q 2111=-⨯⨯=-=T T c q p ms kg t t c q p m /25.39)2040(174.472.3276)(Q 1222=-⨯=-=3 计算温差m t ∆和估计传热系数估K 并流时,C t t t t t m ︒=-=∆∆∆-∆=∆7.352058ln 2058ln 2121 逆流时,C t t t t t m ︒=-=∆∆∆-∆=∆.0394038ln 4038ln 2121逆 根据管程走循环水, 壳程走有机物, 总传热系数K 现暂取:C W/m 5702︒⋅=K4 估算换热面积23m m 4.147139570102.73276t K Q A =⨯⨯⨯=∆=逆估ψ5 计算管程压降t ℘∆及给热系数i α 根据标准换热器提供的参数管程流动面积210507.0m A =管内冷却水流速14500108012.07.99578.0015.0Re /78.00507.07.99525.39/25.39)2040(174.472.3276)(3221221222≈⨯⨯⨯===⨯===-⨯=-=-μρρi i m i p m du s m A q u skg t t c Q q管程给热系数i α()Cm W c i d i d i pi i ii ︒⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==-24.0338.04.08.04.08.0/39696171.0108012.010174.414500015.06171.0023.0Re 023.0Pr Re 023.0λμλλα取钢的管壁粗糙度为0.1mm, 则036.01450068151.01.0Re 681.023.023.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=i d e λ管程压降MPaPa u N f d l i p t t 1.07.12539278.07.99525.13015.05.4036.02322<=⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=℘∆ρλ 6 计算壳程压降s ℘∆及给热系数0α 挡板间距B 取0.9m,325.86.10106.0102.22Pr 106.1106.099755.00173.0Re 0173.0019.014.3019.0785.0025.023*******.099715.08215.0025.0019.017.09.01334300220202210202=⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯='==⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==⨯='='=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-='--λμμρππρCp deu m d d l de sm A q u ml d BD A m 有有有壳程中有机物被冷却,()Cm W de W ︒⋅=⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2315.5014.03155.00/13155.90325.816000731.006.106.30Pr Re 36.0μμλα取折流挡板间距m B 9.0= 管束中心线管数27=TC N 壳程流动面积()()43000210202105.1106.099748.0019.0Re 48.017.09978217.0019.0277.09.0⨯≈⨯⨯⨯===⨯===⨯-⨯=-=-μρρu d s m A q u m d N D B A m TC 有因,500Re >()56.0105.15Re 5228.04228.00=⨯⨯==--f管子排列为三角形, F=0.5, fs=1.15 挡板数: 壳程压降()()MPaPa u f D B N N N Ff sB B TC s 1.032.5483248.099715.17.09.025.34142756.05.0225.312200<=⨯⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯++⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=℘∆ρ7 计算传热系数计K 污垢热阻和管壁热阻管外侧污垢热阻 W /C 176000.0O 2⋅=m R 外 管内侧污垢热阻W /C 21000.0O 2⋅=m R 内 取钢管壁厚 , 热导率C)(/W 6934.4510200021.0000176.013151396911111O 23⋅=⨯++++=++++=-m R R K iαλδα外内计8 校核传热面积2324.1211396931072.3276m t K Q A m =⨯⨯⨯=∆=逆计计ψ所选换热器:24.124.1218.150==计A A 所以 选择的换热器符合规定。

化工原理课程设计学院：化学工程学院班级：精化07-X姓名：学号：（长号）指导教师：宫梅2010年06月化工原理课程设计《换热器》设计任务书班级精化07-1 姓名林超越一、设计题目：无相变列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件某生产过程中，用循环冷却水冷却柴油。

1、柴油入口温度：140 ℃，出口温度：40 ℃2、柴油流量：6000 kg/h，压力：0.3 MPa3、循环冷却水压力：0.4 MPa，入口温度：29 ℃，出口温度：39 ℃已知柴油的有关物性数据：密度ρ1=994kg/m3；定压热比容c p，1=2.22kJ/(kg·℃)；热导率λ1=0.14W/(m·℃)；黏度μ1=7.15×10-4 Pa·s三、设计项目(说明书格式)1、封面、任务书、目录。

2、设计方案简介：对确定的换热器类型进行简要论述。

3、换热器的工艺计算：1)确定物性数据2)估算传热面积3)工艺结构尺寸4)换热器核算：包括传热面积核算和换热器压降核算4、换热器的机械设计5、绘制列管式换热器结构图（CAD）。

6、对本设计进行评述。

7、参考文献成绩评定指导教师宫梅2010年6月8 日课程设计内容1设计方案简介1.1选择换热器类型1.2冷热流体流动通道的选择2工艺设计计算2.1 确定物性数据2.2估算传热面积2.3 工艺结构尺寸2.3.1 管径和管内流速2.3.2 管程数和传热管数2.3.3 管子排列方式和分程方法2.3.4 平均传热温差校正及壳程数2.3.5 壳体内径2.3.6 折流板2.4 换热器核算2.4.1 传热面积校核2.4.2 换热器内流体流动阻力2.5 换热器主要结构尺寸和计算结果3换热器机械设计3.1 壳体壁厚3.2 管板尺寸3.3 接管尺寸3.4 换热器封头选择3.5 膨胀节选择（根据设计可选可不选）3.6其他部件4评述4.1 可靠性评价4.2 个人感想5参考文献附表换热器主要结构尺寸和计算结果附录换热器结构图时间安排：2010-6-12 发任务书，设计指导2010-6-18 完成计算2010-6-22 完成初稿（包括绘图）1 引言11.1 系统分析 (1)1.1.1 系统功能模块分析 (1)12222.2 课题研究的目的及意义 (2)2.2.1 课题研究的目的 (2)2.2.2 课题研究的意义 (2)3 系统方案介绍及比较33.1 系统方案论证 (3)3.1.1 设计 33.1.2 设计方案 33.2 方案比较 (3)4 硬件设计.44.1 温度采集模块设计 (4)4.1.1 DS18B20简介 (4)4.2 触摸屏控制模块设计 (4)4.2.1 触摸屏简介 44.2.2 电阻式触摸屏基本原理 (4)结论 (5)致谢 (6)参考文献 (7)附录（必要时） (8)注：1、目录中的内容列最多至三级目录；2、中英文摘要、目录中页码（位于页脚，居中）用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……表示，文本主体（包括致谢、附录）页码（位于页脚，居中）用数字1、2、3……表示；3、页码数字采用小五号，Times New Roman字体。

化工原理课程设计换热器excle一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握换热器的原理、类型及计算方法，能够运用Excel进行换热器的设计和计算。

具体目标如下：1.了解换热器的基本原理和作用；2.掌握换热器的类型及其适用范围；3.熟悉换热器的计算方法和安全注意事项。

4.能够运用Excel进行换热器的设计和计算；5.能够分析并解决实际工程中的换热问题。

情感态度价值观目标：1.培养学生对化工原理课程的兴趣和热情；2.培养学生动手实践能力和团队协作精神；3.培养学生对工程安全的重视和责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括换热器的原理、类型及计算方法，以及如何运用Excel进行换热器的设计和计算。

具体内容如下：1.换热器的基本原理和作用：介绍换热器的工作原理，解释换热器在化工生产中的应用和重要性。

2.换热器的类型及其适用范围：讲解不同类型的换热器（如平板式、管壳式、螺旋板式等）的特点和适用场景。

3.换热器的计算方法：介绍换热器的计算方法，包括热负荷计算、面积计算等，以及如何选择合适的换热器。

4.运用Excel进行换热器的设计和计算：教授如何使用Excel制作换热器的设计和计算，讲解公式和函数的使用方法。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、实验法等。

1.讲授法：通过讲解换热器的原理、类型和计算方法，使学生掌握基本概念和理论知识。

2.案例分析法：分析实际工程中的换热器设计和计算案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。

3.实验法：安排实验环节，让学生动手实践，加深对换热器原理和计算方法的理解。

四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

1.教材：选用《化工原理》等相关教材，为学生提供系统性的理论知识。

2.参考书：提供相关的专业书籍，为学生拓展知识面。

3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动形象地展示换热器的工作原理和设计方法。

化工原理课程设计设计任务:换热器班级：13级化学工程与工艺（3)班姓名:魏苗苗学号：1320103090目录化工原理课程设计任务书 (2)设计概述 (3)试算并初选换热器规格 (6)1。

流体流动途径的确定 (6)2. 物性参数及其选型 (6)3。

计算热负荷及冷却水流量 (7)4. 计算两流体的平均温度差 (7)5。

初选换热器的规格 (7)工艺计算 (10)1. 核算总传热系数 (10)2. 核算压强降 (13)设计结果一览表 (16)经验公式 (16)设备及工艺流程图 (17)设计评述 (17)参考文献 (18)化工原理课程设计任务书一、设计题目：设计一台换热器二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。

2、冷却介质：循环水,入口温度32。

5℃。

3、允许压强降：不大于50kPa 。

4、每年按300天计,每天24小时连续运行。

三、设备型式: 管壳式换热器四、处理能力： 109000吨/年苯五、设计要求:1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。

2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计.3、设计结果概要或设计结果一览表.4、设备简图。

（要求按比例画出主要结构及尺寸)5、对本设计的评述及有关问题的讨论。

六、附表：1。

设计概述 1。

1热量传递 出口温度 40。

5℃壳体内部空间利用率 70%选定管程流速u （m/s ） 1壳程流体进出口接管流体流速u1（m/s ） 1的概念与意义1。

1。

1热量传递的概念热量传递是指由于温度差引起的能量转移,简称传热.由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处,因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。

1.1.2化学工业与热传递的关系化学工业与传热的关系密切.这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。