下载文档原格式
环境工程的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解环境工程的基本概念，掌握环境污染的类型及成因；2. 学生能描述环境治理技术的原理及其在实际应用中的效果；3. 学生能了解我国环境保护的政策法规，认识到环境保护的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识分析环境问题，提出解决策略；2. 学生能通过小组合作，设计简单的环境治理方案，并进行评估；3. 学生能运用信息技术搜集环境工程相关的资料，提高信息处理能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对环境保护产生浓厚的兴趣，树立环保意识；2. 学生能认识到环境问题与人类生活的密切关系，形成可持续发展观念；3. 学生通过参与环境保护活动，培养社会责任感和团队协作精神。
课程性质：本课程为环境科学启蒙课程，旨在帮助学生了解环境工程的基本知识，提高解决实际环境问题的能力。
学生特点：六年级学生具备一定的探究能力和合作意识，对现实生活中的环境问题充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生参与实践活动，提高环境素养。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 环境工程基本概念：环境污染与防治、环境质量评价、环境规划与管理。
教学安排：2课时，引导学生通过实例了解环境工程的基本概念。
2. 环境污染类型及成因：大气污染、水污染、土壤污染、噪声污染等。
教学安排：4课时，结合课本内容，分析各类环境污染的原因及危害。
3. 环境治理技术：物理治理、化学治理、生物治理等。
教学安排：4课时，介绍各类治理技术的原理和实际应用，举例说明。
4. 我国环境保护政策法规：环境保护法、大气污染防治法、水污染防治法等。
教学安排：2课时，让学生了解我国环保政策法规，提高法律意识。
5. 环境保护实践活动：设计简单环境治理方案、参观环保设施、开展环保宣传等。
教学安排：4课时，组织学生参与实践活动，将理论知识应用于实践。
教学内容按照课本章节进行组织，确保科学性和系统性。
环境工程原理教案大纲（一）一、课程简介1.1 课程定位与目标本课程旨在帮助学生了解环境工程的基本原理、方法和技术，提高他们对环境问题的认识和解决能力。
通过本课程的学习，学生应掌握环境工程的基本概念、原理和技术，能够运用所学知识分析和解决实际环境问题。
1.2 课程内容本课程内容包括环境工程的基本概念、环境污染及其控制技术、环境监测与评价、环境管理与可持续发展等。
二、教学方法2.1 授课方式采用课堂讲授、案例分析、小组讨论等教学方式，结合多媒体教学手段，生动形象地展示环境工程的基本原理和实际应用。
2.2 实践环节安排实地考察、实验操作等实践环节，让学生亲身体验环境工程技术的应用，提高实际操作能力。
2.3 互动与反馈鼓励学生在课堂上提问、发表观点，通过小组讨论、作业批改等环节，及时了解学生学习情况，调整教学内容和方法。
三、教学目标3.1 知识目标学生通过本课程的学习，掌握环境工程的基本概念、原理和技术，了解环境问题的产生、发展和解决途径。
3.2 能力目标培养学生运用环境工程知识分析和解决实际环境问题的能力，提高他们的创新能力和实践能力。
3.3 素质目标四、教学安排4.1 课时安排本课程共计32课时，包括16次课堂讲授、8次案例分析、8次小组讨论。
4.2 进度安排按照教材和教学大纲的要求，合理安排每次课的教学内容和实践环节。
五、课程评价5.1 评价方式采用课堂表现、作业完成情况、实践环节表现、期末考试等多种评价方式，全面评估学生的学习效果。
5.2 评价标准根据学生在各个方面的表现，制定合理的评价标准，确保评价结果的公平、公正。
5.3 反馈与改进根据课程评价结果，及时向学生反馈学习情况，指导他们改进学习方法和策略，提高教学质量。
环境工程原理教案大纲（六）六、教学内容与教材6.1 教材本课程选用《环境工程原理》教材，由中国环境科学出版社出版，作者为、。
6.2 教学内容本章主要介绍环境工程的基本概念、环境污染及其控制技术、环境监测与评价、环境管理与可持续发展等内容。
环境工程 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握环境工程的基本概念、原理和方法，理解其在保护和改善环境中的作用。
2. 使学生了解环境污染的类型、成因及其对人类生活的影响，掌握环境质量评价的基本方法。
3. 帮助学生了解我国环境现状及环境保护的政策法规，提高学生的环境法制观念。
技能目标：1. 培养学生运用环境工程知识分析和解决实际环境问题的能力。
2. 提高学生进行环境调查、监测、评价和环境工程设计的能力。
3. 培养学生运用现代信息技术进行环境数据收集、处理和报告撰写的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱自然、关爱环境的情感，树立人与自然和谐共生的观念。
2. 增强学生的环保责任感，激发他们积极参与环境保护行动的意愿。
3. 培养学生团队合作精神，提高他们在团队中沟通、协作的能力。
课程性质：本课程旨在帮助学生建立环境工程的基本理论体系，提高解决实际环境问题的能力，同时培养学生的环保意识和责任感。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们在前期的学习中已经具备了一定的自然科学和社会科学基础，具有较强的逻辑思维能力和自主学习能力。
教学要求：结合学生特点，本课程应注重理论与实践相结合，充分运用案例分析、小组讨论等教学方法，提高学生的学习兴趣和参与度。
同时，注重培养学生的实践操作能力和创新能力，使他们在解决实际环境问题时能够灵活运用所学知识。
通过本课程的学习，使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 环境工程基本概念与原理：包括环境、环境问题、环境工程定义及其在环境保护中的作用；环境标准、环境法规和环境伦理等。
2. 环境污染与防治技术：涉及大气污染、水污染、土壤污染的类型、成因及防治技术，如脱硫技术、污水处理技术、固废处理与处置技术等。
3. 环境监测与评价：介绍环境监测方法、环境质量评价原理及方法，包括水环境质量评价、大气环境质量评价等。
4. 环境规划与管理：讲解环境规划、环境管理的基本理论和方法，如环境影响评价、环境管理体系等。
环境工程原理教案教案标题：环境工程原理教案目标：1. 了解环境工程的基本概念和原理。
2. 掌握环境工程的相关技术和方法。
3. 培养学生对环境问题的意识和解决问题的能力。
教案大纲：1. 环境工程概述a. 环境工程的定义和发展历程b. 环境工程的重要性和应用领域2. 环境工程原理a. 水污染控制原理i. 水质标准和监测方法ii. 污水处理技术和工艺b. 大气污染控制原理i. 大气污染物的种类和来源ii. 大气污染控制技术和措施c. 固体废物处理原理i. 固体废物的分类和处理方法ii. 垃圾处理设施和管理d. 环境监测与评估原理i. 环境监测方法和技术ii. 环境评估的步骤和指标3. 环境工程案例分析a. 案例1：水污染控制i. 污水处理厂设计和运行ii. 水环境保护政策和管理b. 案例2：大气污染控制i. 燃煤电厂的大气污染控制ii. 大气污染治理项目的实施c. 案例3：固体废物处理i. 垃圾填埋场的建设和管理ii. 固体废物资源化利用项目4. 环境工程实践a. 实验1：水质监测和污水处理实验b. 实验2：大气污染物测量和控制实验c. 实验3：固体废物处理实验教案教学方法：1. 授课讲解：通过教师讲解环境工程的基本概念和原理，引导学生对环境工程的认识和理解。
2. 案例分析：通过分析实际环境工程案例，让学生了解环境工程的应用和解决问题的方法。
3. 实验实践：通过实验实践，让学生亲自操作和探索环境工程的技术和方法。
4. 讨论和互动：鼓励学生参与讨论和互动，提高学生对环境工程的理解和思考能力。
教案评估方法：1. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，让学生就案例分析和实验实践进行交流和分享。
2. 课堂练习：布置课堂练习，检验学生对环境工程原理的掌握情况。
3. 实验报告：要求学生完成实验报告，评估学生对环境工程实践的理解和应用能力。
教案参考资源：1. 《环境工程原理》教材2. 相关学术论文和研究报告3. 环境工程案例和实验指导书教案拓展建议：1. 鼓励学生参与环境保护活动，如参观污水处理厂、垃圾处理中心等。
环境工程课程设计设计方案一、课程目标知识目标：1. 理解环境工程的基本概念、原理及方法，掌握环境污染治理技术；2. 了解我国环境现状及环境保护政策，认识环境与发展的关系；3. 掌握环境监测与评价的基本方法，具备分析环境问题、提出解决方案的能力。
技能目标：1. 能够运用环境工程知识解决实际问题，进行简单的环境治理工程设计；2. 能够运用所学知识对环境现状进行监测、评价，并提出改善措施；3. 能够通过小组合作、调查研究等方式，提高沟通、表达、协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对环境保护的责任感和使命感，树立绿色发展的观念；2. 增强学生关注环境问题的意识，激发参与环境保护的积极性；3. 培养学生严谨的科学态度、创新精神和团队合作精神。
课程性质：本课程为环境工程专业课程，旨在通过理论教学和实践操作，使学生掌握环境工程基本知识、技能和方法，培养解决环境问题的能力。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的自然科学基础，思维活跃，对环境保护有一定认识，但缺乏系统性和深入性的理解。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学以致用，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过多元化的教学手段，激发学生的学习兴趣，培养其环保意识和责任感。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 环境工程基本概念与原理：包括环境污染的定义、类型及成因；环境工程的基本任务、方法和技术。
教材章节：第一章 环境工程概述2. 水污染治理技术：介绍污水处理、饮用水净化技术；重点讲解生物处理技术、化学处理技术等。
教材章节：第二章 水污染治理3. 大气污染治理技术：阐述大气污染物的来源、危害及治理技术；重点介绍脱硫、脱硝、除尘技术等。
教材章节：第三章 大气污染治理4. 固体废物处理与资源化：讲解固体废物的分类、处理方法及资源化利用技术。
教材章节：第四章 固体废物处理与资源化5. 环境监测与评价：介绍环境监测方法、监测技术；讲解环境影响评价的基本原理、程序和方法。
环工原理课程设计“环工原理课程设计”是一门涉及到环境污染与环保技术的高级本科课程，它主要涉及到环境污染的原理、特性以及控制手段等方面的内容，可以帮助学生更全面、深入地理解环境保护的必要性及其相关因素，在实践中提高应对突发事件的能力。
设计“环工原理课程”需要从以下几个方面进行:1.课程目标课程目标是设计教学过程中最重要的方面。
在环工原理课程设计中，可以设置以下几个目标：①帮助学生全面了解环境污染的原理及相关控制方法；②培养学生的分析、创新能力，掌握环境保护方面的基本思想和方法；③通过具体案例分析，促进学生的应用能力及创新意识；④使学生对环保事业有更加深入的认识，为未来的环保事业奠定基础；⑤开拓学生的专业视野，提高专业技能，培养高素质的环保人才。
2.教学内容环工原理课程设计中考虑到的内容需要给予重视，涵盖理论和实践方面，包括：污染的概念、类型和影响；污染源的分类及特点；环境质量标准与评价指标；环境监测技术及方法；污染物排放控制技术；处理和修复技术；污染源控制管理；环保法规及相关政策。
感性认识措施：联合学生环保团体，让学生去实际参与社会活动，进行宣传教育。
此外，还可以组织学生走进实验室，观察一些对环境有害的实验操作，带领学生去进行调查研究、样本采集等实践活动。
理性认知措施：通过案例分析方法，引导学生对环保问题的理性认识，探究环境污染发生的原因，及时提出解决方案，从而提高学生的应用能力。
此外，还可以聘请专家到课堂上进行专题讲座，让学生更好的了解环保行业的状况。
3.教学方法教学方法是教学过程中不可或缺的一部分。
为了使教学效果更加理想，教师可以采用多种方法，购合课程内容进行教学，采取如下方式来进行：●以课堂授课、教案编写和小组讨论相结合；●组织学生进行科学实践，提高学生的实践能力；●推广互动教学活动，增加课堂互动性、让学生更好地对环保行业有一个全面了解；●注重实用性，创设场景式的教学，促进学生的应用能力及创新意识。
环境工程原理教案教案标题：环境工程原理教案教学目标：1. 了解环境工程的基本原理和概念。
2. 掌握环境工程中常用的处理技术和方法。
3. 培养学生对环境问题的认识和解决能力。
4. 培养学生的团队合作和创新能力。
教学重点：1. 环境工程的基本原理和概念。
2. 环境工程中的处理技术和方法。
教学难点：1. 环境工程中的处理技术和方法的深入理解和应用。
2. 学生对环境问题的认识和解决能力的培养。
教学准备：1. 教学课件和多媒体设备。
2. 相关的教学资源和实例。
3. 实验室和实践环境。
教学过程：1. 导入环境工程的概念和意义（5分钟）：- 引导学生思考环境工程的定义和作用。
- 介绍环境工程对于环境保护和可持续发展的重要性。
2. 环境工程原理的讲解（15分钟）：- 介绍环境工程中常用的原理和理论，如质量守恒、能量守恒、动量守恒等。
- 解释这些原理在环境工程中的应用。
3. 环境工程处理技术和方法的介绍（20分钟）：- 介绍环境工程中常用的处理技术和方法，如废水处理、废气处理、固体废弃物处理等。
- 分析这些技术和方法的原理、特点和应用范围。
4. 环境工程案例分析（20分钟）：- 提供一些实际的环境工程案例，引导学生分析和解决问题。
- 鼓励学生讨论和提出创新的解决方案。
5. 学生实践和实验（30分钟）：- 安排学生进行一些实践和实验活动，例如废水处理实验、空气质量监测等。
- 指导学生收集数据、分析结果并进行总结。
6. 总结和评价（10分钟）：- 总结本节课的重点内容和学习收获。
- 对学生的表现进行评价和反馈。
教学延伸：1. 鼓励学生参与环境保护和可持续发展的实践活动，如参观环保企业、参与社区环境改善等。
2. 组织学生进行小组项目研究，深入探讨特定环境问题，并提出解决方案。
3. 鼓励学生参与相关的科研和竞赛活动，提升专业能力和创新能力。
教学评估：1. 课堂参与和讨论表现评价。
2. 实践和实验报告评价。
3. 小组项目研究报告评价。
环境工程原理课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解环境工程基本原理，掌握环境污染治理的基本方法和技术；2. 了解环境工程在保护和改善环境质量方面的重要作用，认识我国环境工程领域的发展现状及趋势；3. 掌握环境质量评价、环境规划与管理的基本理论和方法。
技能目标：1. 能够运用环境工程原理分析和解决实际问题，具备初步的环境工程设计与实践能力；2. 能够运用所学知识，对环境工程案例进行综合评价，并提出合理的改进措施；3. 能够通过小组合作，进行环境工程项目的设计与实施，提高沟通协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对环境问题的关注和责任感，激发他们为改善环境质量贡献力量的意愿；2. 树立正确的环境保护观念，使学生认识到环境保护与可持续发展的重要性；3. 培养学生的创新精神和实践能力，提高他们面对环境问题时的自信心。
本课程针对高中年级学生，结合环境工程原理课程特点，注重理论与实践相结合，培养学生的环保意识和实践能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，引导他们通过小组合作、实践探究等途径，达到课程目标。
课程目标的设定旨在使学生在掌握环境工程基本知识的同时，能够运用所学技能解决实际问题，提高他们的环境保护意识和责任感。
后续教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 环境工程原理基础：介绍环境工程的基本概念、原理和方法，涉及水污染治理、大气污染治理、固废处理与处置等方面的内容。
参考教材相关章节，组织学生了解环境污染的类型、成因及危害。
2. 环境污染治理技术：详细讲解水处理技术、大气污染控制技术、固废处理技术等，并结合实际案例进行分析。
教学内容涵盖教材中相关章节，旨在使学生掌握环境污染治理的基本技术及其应用。
3. 环境质量评价与规划：介绍环境质量评价、环境规划与管理的基本理论、方法和技术。
依据教材相关章节，组织学生进行环境质量评价实践，提高他们的环境管理能力。
环境工程原理课程设计
环境工程原理课程设计的内容主要包括以下几个方面：
1. 设计题目的确定：选择一项与环境工程原理相关的课题进行深入研究，如水质传输模型、废气处理技术、土壤污染修复等。
2. 调研和文献综述：对所选课题进行调研和文献综述，收集相关的研究论文、技术资料和工程实践报告等资料，研究和掌握当前研究前沿和技术发展动态。
3. 设计方案的制定：根据调研结果，制定可行的环境工程原理设计方案，包括设计目标、技术选型、系统设计等内容，同时还需要进行初步的技术和经济评估。
4. 模型和计算：基于所选课题，建立相关的环境工程原理模型，进行数值计算和仿真分析，以评估设计方案的可行性和效果。
5. 实验与测试：进行相关的环境工程原理实验和测试，以验证计算和仿真的结果，并分析实验数据，优化和调整设计方案。
6. 报告撰写和答辩：撰写完整的环境工程原理课程设计报告，包括研究背景、论文综述、设计方案、模型和计算、实验和测试结果等内容，并进行答辩。
总之，环境工程原理课程设计旨在培养学生的环境工程设计和研究能力，通过调研和文献综述、设计方案的制定、模型和计算、实验与测试等环节，让学生深入了解环境工程原理的理论和实践，并培养其解决环境工程问题的开发能力。
课程名称：环境工程原理授课班级：环境工程专业班级授课教师：[教师姓名]教学目标：1. 知识目标：使学生掌握环境工程原理的基本概念、基本理论和方法，了解环境污染控制工程中的常见技术和设备。
2. 能力目标：培养学生运用环境工程原理分析和解决实际环境问题的能力，提高学生的工程实践能力和创新意识。
3. 素质目标：培养学生的环保意识、社会责任感和团队合作精神。
教学重点：1. 环境污染控制的基本原理和方法。
2. 环境工程单元操作的基本概念和操作原理。
3. 环境工程设备的结构、性能与操作原理。
教学难点：1. 环境污染控制技术的选择与优化。
2. 环境工程单元操作的计算方法。
3. 复杂环境问题的分析和解决。
教学过程：一、导入1. 引入环境问题，激发学生的学习兴趣。
2. 介绍环境工程原理在环境治理中的作用。
二、基本概念与理论1. 介绍环境污染控制的基本概念，如污染物、污染源、污染途径等。
2. 讲解污染物衡算、流体流动、质量传递过程的基本理论。
三、环境工程单元操作1. 吸收、吸附等基本分离过程的原理及设备。
2. 化学与生物反应计量学及动力学，各类化学与生物反应器的解析与基本设计理论。
四、环境工程设备1. 介绍常见环境工程设备的结构、性能与操作原理。
2. 讲解环境工程设备的选型与计算方法。
五、案例分析1. 选择典型环境问题，分析其产生原因和治理方法。
2. 讨论污染控制技术的选择与优化。
六、课堂讨论与作业1. 组织学生进行课堂讨论，提高学生的参与度和思考能力。
2. 布置课后作业，巩固所学知识。
七、总结与反思1. 总结本节课的重点内容，帮助学生梳理知识体系。
2. 引导学生反思环境工程原理在实际工程中的应用。
教学资源：1. 教材：《环境工程原理》2. 多媒体课件3. 环境工程案例集4. 网络资源教学评价：1. 课堂参与度：观察学生的课堂表现，评价学生的参与度和思考能力。
2. 作业完成情况：检查学生的课后作业，评价学生对知识的掌握程度。
环境工程原理课程设计题目处理量为33500t/年苯冷却器的设计专业环境工程学号学生姓名班级指导教师日期课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称《环境工程原理》课程设计学生姓名专业班级设计题目处理量为33500吨/年苯冷却器的设计一、课程设计目的通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行环境工程原理中换热器设计的初步能力。
通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定换热器的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。
二、设计内容、技术条件和要求1. 设计参数：（1）苯：入口温度80 o C；出口温度35 o C。
（2）水：入口温度25 o C，出口温度35 o C。
（3）允许压降：不大于105Pa。
（4）每年按300天计，每天24h连续生产（4）物性数据：2. 设计内容和要求（1）设备型式：列管式换热器。
（2）选择适宜的列管式换热器并进行核算。
（3）绘制设备结构图，并编写设计说明书。
（4）编写设计说明书：设计说明书包括方案简介、方案设计、设计结果、设计心得等内容。
课程设计说明书文字简洁、通顺、内容正确完整，书写工整。
（5）图纸要求：换热器设计图纸一张（2号图）。
包括设备结构图、排管图、法兰连接图、管子与管板连接图等。
三、时间进度安排教学内容学时地点备注布置题目0.5d设计教室设计计算3d设计教室绘制设计图纸1d设计教室检查并整理设计成0.5d设计教室果答辩0.5d设计教室总计2周四、主要参考文献[1] 王卫东等. 化工原理课程设计. 北京：化学工业出版社，2015[2] 李功样等. 常用化工单元设备设计. 广州：华南理工大学出版社，2006指导教师签字：年月日一．概述在工程中，要实现热量交换，需要一定的设备，这种交换热量的设备统称为热交换器，也称为换热器。
在环境工程中，冷水的加热、废水的预热、废气的冷却等，都需要应用换热器。
列管式换热器在换热设备中占据主导地位，其优点是单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑，坚固耐用，传热效果好，而且能用多种材料制造，因此适应性强，尤其在高温高压和大型装置中，多采用列管式换热器。
列管式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成，如图1所示。
列管式换热器在操作时，由于冷、热两流体温度不同，使壳体和管束的温度不同，其热膨胀程度也不同。
如果两者温度差超过50℃，就可能引起设备变形，甚至扭弯或破裂。
因此，必须从结构上考虑热膨胀的影响，采用补偿方法，如一端管板不与壳体固定连接，从而减小或消除热应力。
二．列管式换热器的类型1.固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，结构比较简单、紧凑、造价便宜。
当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
但壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。
因此这种换热器适用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程介质清洁，不易结垢的场合。
2.U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
特点是管束可以自由伸缩，热补偿性能好；双管程，流程长，流速高，传热性能好；承压能力强；管束可以从壳体中抽出，且结构简单，造价低。
但其管数少且易短流。
故仅适用于管壳壁温差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。
3.浮头式换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。
其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。
所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易于结垢的场合。
但其结构复杂、笨重、造价高限制了它的使用。
4.填料函式换热器这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。
但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
根据任务书要求，设计一列管式煤油换热器，处理能力为每年20万吨，具体操作条件包括：煤油入口温度140℃，出口温度40℃；冷流体进口温度20℃，出口温度40℃；允许压降不大于0.1MPa；每年按330天计，每天24小时连续运行。
三．设计方案的确定1.选择换热器的类型换热器的种类繁多,选择时应根据操作温度、操作压力、换热器的热负荷、管程与老程的温度差、换热器的腐蚀性及其他特性、检修与清洗的要求等因素进行综合考虑。
2.流程的选择在列管式换热器设计中,哪种流体走管程,哪种流体走壳程,需进行合理安排。
选择原则:传热效果好、结构简单、检修与清洗方便。
一般应考虑以下几个方面。
易结垢流体应走易于清洗的一侧。
对于固定管板式、浮头式换热器,一般应使易结垢流体流经管程:但对于U形管式换热器,易结垢流体应走壳程。
若在设计上需要提高流体的流速,以提高其传热膜系数。
在这种情况下,应将需提高流速的流体放在管程。
这是因为管程流通截面积较小,且易于采用多管程结构,以提高流速。
具有腐蚀性的流体应走管程,以免管束与壳体同时受到腐蚀,同时这样也可以节约耐腐蚀材料,降低换热器成本。
压力高的流体应走管程,这是因为管子直径小,承压能力强,能够避免采用耐压的壳体和密封措施。
具有饱和蒸汽冷凝的换热器,应使饱和蒸汽走壳程,便于及时排出冷凝液,且蒸汽较清洁,以免污染壳程。
温度很高(或很低)的物料应走管内,以减少热量(或冷量)的散失。
当然,如果为了更好地散热,也可以让被冷却流体走壳程,以增强冷却效果。
黏度大的流体应走壳程,因为壳程内的流体在折流板的作用下,流通截面和方向都不断变化,在较低的雷诺数下就可达满流状态。
有毒的流体宜走管程,以减少向环境泄漏的机会。
若两流体的温度差较大,传热膜系数较大的流体宜走壳程,因为壁温接近传热膜系数较大的流体温度,以减小管壁与壳壁的温度差。
需要指出的是:上述各点常常不可能同时满足,而且有时还会互相矛盾。
因此在设计中要应根据具体情况,抓住主要方面,作出适当的选择。
3.加热剂或冷却剂的选择一般情况下,用作加热剂或冷却剂的流体是由实际情况决定的。
但有些时候则需要设计者自行选择。
在选用加热剂或冷却剂时,除首先应满足所能达到的加热或冷却温度外,还应考虑到其来源方便、价格低廉、使用安全。
4.流体出口温度的确定在换热器的设计中,被处理物料的进出口温度为工艺要求所规定,加热剂或冷却剂的进口温度一般由来源而定,但它的出口温度应由设计者根据经济核算来确定。
一般来说,水的初温由气候条件决定,关于水的出口温度的确定,提供下面几点供参考:水与被冷却流体之间应有5~35℃的温度差;水的出口温度一般不超过40-50℃,即控制冷却水两端温度差不应低于5℃ (常控制在10~25℃),在此温度上溶于水的无机盐(如Mgco, CaCOs,MgsO,和Caso,等)将会析出,在壁面上形成污垢。
因此,用未经处理过的河水作冷却剂时,其出口温度一般不应超过50℃,否则会加快污垢的生成,大大增加传热阻力;对于缺水地区,冷却水两端温度差应适当加大。
5.流体流速的选择提高流体在换热器中的流速,将增大对流传热系数,减少污垢在管子表面上沉积的可能性,即降低了污垢热阻,使总传热系数增加,所需传热面积减少,设备费用降低。
但是流速增加,流体阻力将相应加大,操作费用增加,因此,选择适宜的流速是十分重要的,适宜的流速应通过经济核算来确定。
一般尽可能使管程内流体的Re>101 (同时也要注意其他方面的合理性),高黏度流体常按层流设计。
6.流动方式的选择流向有逆流、并流、错流和折流四种类型。
在流体进、出口温度相同的情况下,逆流的平均温度差大于其他流向的平均温度差,因此,若无其他工艺要求,一般采用逆流操作。
但在列管式换热器设计中,为了增加传热系数或使换热器结构合理,冷、热流体还可以作各种多管程的复杂流动。
当流量一定时,管程或壳程越多,对流传热系数越大,对传热越有利。
但是,采用多管程或多壳程必然会导致流体阻力损失,即输送流体的动力费用增加。
因此,在决定换热器的程数时,需权衡传热和流体输送两方面的损失。
当采用多管程或多克程时列管式换热器内的流动形式较为复杂,此时需要根据纯逆流的平均推动力和修正系数4来计算实际推动力,业的数值应大于0.8,否则应改变流动方式。
7.材质的选择在进行换热器设计时,换热器各种零、部件的材料,应根据设备的操作压力、操作温度、流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等的要求来选取。
当然,最后还要考虑材料的经济合理性。
一般为了满足设备的操作压力和操作温度,即从设备的强度或刚性的角度来考虑,是比较容易达到的,但材料的耐腐蚀性能,有时往往成为一个复杂的问题,在这个方面考虑不周,选材不妥,不仅会影响到换热器的寿命,而且也大大提高设备的成本。
至于对材料的制造工艺性能,是与换热器的具体结构有着密切关系。
四.工艺计算：在换热器设计中，根据所选换热器类型和所给已知条件，计算出苯的流速和水的流速等，然后计算出传热面积。
工艺设计中包括了物性数据的确定、传热量及平均温差、初选传热系数、估算传热面积其具体运算如下所述。
1. 物性参数的确定2.核算换热器传热面积选择苯走壳程，水走管程。
这是因为：被冷却的流体走壳程可便于散热，而传热系数大的流体应走管程，这样可降低管壁的温差，减少热应力。
已知苯流量q m1=1.292kg/s.苯的普朗特常数：P r1=μ1c p1λ1=0.737×10−3×1.7040.148=8.485×10−3式中:P r1表示苯的普朗特常数；μ1表示苯的黏度；c p1表示苯的比热；λ1表示苯的导热系数。
水的普朗特常数：P r2=μ2c p2λ2=1.005×10−3×4.1830.599=7.018×10−3式中：P r2表示水的普朗特常数；μ2表示水的黏度；c p2表示水的比热；λ2表示水的导热系数。
2.1传热量及平均温差一般情况下，工程上常用热损失系数ηc来估算损失的热量。
ηc通常取0.02～0.03。
ηL取用0.98。
由上面的计算结果和已知条件代入下式可以得出苯的传热量：Q=q m1C p1(T1′−T1′′)ηL=1.292×1.704×(80−35)×0.98=97.09KW式中:Q表示传热量；q m1表示原油流量；ηL热负荷修正系数。
