化工原理课程设计
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一、 设计题目：
设计一台换热器
二、 操作条件：
1、 煤油：入口温度140℃，出口温度40℃。
2、 冷却介质：循环水，入口温度35℃。
3、 允许压强降：不大于1×105Pa。
4、 每年按330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：
114000吨/年煤油
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。
化工原理课程设计
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第1章 设计概述
1、1热量传递的概念与意义[1](205)
1、1、1 传热的概念
所谓的传热（又称热传递）就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。由热力学第二定律可知，凡是有温差存在时，就必然发生热量从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。
1、1、2 传热的意义
化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却，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。所以传热是最常见的重要单元操作之一。无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：①强化传热过程，如各种换热设备中的传热。
②削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。
1、2 换热器的概念与意义[2]
1、2、1 换热器的概念
在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备，简称为换热器。在换热器中至少要有两种不同的流体，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。
化工原理课程设计换热器
换热器设计是化工原理课程设计中一个重要的部分。下面将为您介绍步骤和注意事项。
一、设计步骤：
1. 确定换热器类型：根据工艺要求及介质性质，选择适合的换热器类型，如管壳式、板式、螺旋板式等。
2. 估算传热系数：根据换热器类型、流体类型、流量、温度等因素，估算出传热系数。
3. 计算传热面积：根据所需传热量和传热系数，计算指定温度下需求的传热面积。
4. 选择换热器管径及壳体规格：根据所需传热面积和换热器类型，选择合适的换热器管径及壳体规格。
5. 设计热损失：根据换热器使用环境，计算换热器热损失量，以确保能量转化的高效。
6. 设计流路：结合工艺流程及介质性质，确定换热器内部介质的流路和流速，以确保传热效率。
二、注意事项：
1. 选用合适的换热器类型，以确保传热效率和占用空间的合理性。
2. 估算传热系数要考虑介质性质、流量、温度等因素，更加科学地估算传热系数。
3. 所需传热面积要根据实际需要，同时结合换热器的大小、材质等因素做出合理的选择。
4. 选择换热器管径及壳体规格要遵循一定的社会标准及安全规范，以确保换热器使用的稳定性和安全性。
5. 设计热损失要考虑换热器使用环境，以确保能量转化的高效。同时，必须符合国家有关规定。
化工原理课程设计 煤油冷却器的设计
中南大学
化工原理课程设计
2010年01月22日
题 目 设计说明书
指导老师 夏柳荫
学生姓名 徐 春 波
学 院 化学化工学院
学生学号 1503070127
专业班级 制药0701班 化工原理课程设计 煤油冷却器的设计
2 目录
一、 设计题目及原始数据（任务书）………………………………3
二、 设计要求………………………………………………………..3
三、 列环式换热器形式及特点的简述……………………………..3
四、 论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择……..8
五、 换热过程中的有关计算（热负荷、壳层数、总传热系数、传热面积、压强降等等）…………………………………………..10
① 物性数据的确定………………………………………………14
② 总传热系数的计算……………………………………………14
③ 传热面积的计算………………………………………………16
④ 工艺结构尺寸的计算…………………………………………16
⑤ 换热器的核算…………………………………………………18
六、 设计结果概要表（主要设备尺寸、衡算结果等等）…………22
七、 主体设备计算及其说明…………………………………………22
八、 主体设备装置图的绘制…………………………………………33
九、 课程设计的收获及感想…………………………………………33
十、 附表及设计过程中主要符号说明……………………………..37
十一、 参考文献…………………………………………………..40
化工原理课程设计 煤油冷却器的设计
化工原理课程设计 列管式换热器
设计要求：设计一个列管式换热器，实现两种不同温度的流体之间的热量传递。设计要求如下：
1. 列管式换热器采用直管式结构，热传导介质为水和油；
2. 设计流量分别为水流量 Q1 = 500 L/h，油流量 Q2 = 300 L/h；
3. 设计温度分别为水的进口温度 T1i = 80℃，油的进口温度
T2i = 120℃；
4. 确定水的出口温度 T1o 和油的出口温度 T2o；
5. 选择合适的换热器材料，确保换热效果良好；
6. 根据设计参数计算所需的换热面积 A 和换热效率 η。
设计方案：
1. 确定管径和管长：首先根据水和油的流量和温度差，计算所需的换热面积。然后确定换热器的尺寸，其中包括管径和管长。
2. 选择换热器材料：根据换热介质的性质和工作条件，选择合适的换热器材料，例如不锈钢。
3. 计算出口温度：根据热平衡原理，计算水和油的出口温度。假设换热器满足热平衡条件，即水的热量损失等于油的热量增加。
4. 计算换热面积：根据换热器的尺寸和热传导方程，计算所需的换热面积。
5. 计算换热效率：根据热平衡原理和换热器的热传导性能，计算换热效率。
实施步骤：
1. 根据设计流量和温度差，计算所需的换热面积。假设水和油的传热系数均为常数，可以使用换热传导方程进行计算。 2. 根据所需的换热面积和理论计算值，选择合适的换热器尺寸。
3. 根据所选换热器材料，计算换热器的尺寸和管径。假设管壁温度近似等于流体温度。
4. 根据热平衡原理，计算出口温度。假设热平衡条件满足，即水的热量损失等于油的热量增加。
5. 根据所选材料和尺寸，计算换热效率。假设换热器的热传导系数为常数，使用换热效率计算公式进行计算。
总结：
本课程设计主要针对列管式换热器的设计，通过选择合适的换热器材料和计算换热器的尺寸，实现了水和油之间的热量传递。根据设计要求，通过计算出口温度和换热效率，验证了设计方案的合理性。设计过程需要考虑多方面的因素，如流体性质、流量和温度差等。通过本次设计，加深了对列管式换热器原理和设计方法的理解。
