1、 課程名稱 化工原理課程設(shè)計(jì)學(xué) 院 專 業(yè) 年級(jí)班別 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2008年1月19日 設(shè)計(jì)目的：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)選修課程基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)去完成某項(xiàng)單元操作設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)踐能力設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)的設(shè)備必須在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，操作上是安全的，環(huán)境上是友好的設(shè)計(jì)條件：管程和殼程的壓力均不大于1.0mpa，管程和殼程的壓力降均不大于30kpa。 物料：乙苯，w2000t/d ， 室溫30； 冷卻劑：水（30100），進(jìn)口溫度；方案設(shè)計(jì)： 1、冷卻劑的選用：水；2、換熱器型式的選擇：浮頭管板式；3、流體管殼程的選擇：乙苯走管程，水走殼程；4、流體流動(dòng)方向的選

2、擇：四管程+單殼程；1. 查出物料的正常沸點(diǎn)：甲苯，2. 選定物料出口溫度：3. 選定冷卻劑出口溫度：4. 計(jì)算逆流傳熱平均溫度差：5. 校正傳熱平均溫度差1： ，查表得=0.9，則=0.850.95滿足要求6. 計(jì)算定性溫度： (物料) （冷卻劑） （管壁）7. 查出物料和冷卻劑的物性參數(shù)2r、cp、m、l：操作條件下的物料（乙苯）的數(shù)據(jù)密度粘度比熱容導(dǎo)熱系數(shù)操作條件下的冷卻劑（水）的數(shù)據(jù)密度粘度比熱容導(dǎo)熱系數(shù)8. 計(jì)算熱負(fù)荷：9. 初選總傳熱系數(shù)3：=435w/(k)10. 初算傳熱面積： 11. 根據(jù)工藝條件，選定公稱壓力：pn=1.0mpa.12. 根據(jù)流體物性及管程阻力選換熱管材查出

3、管壁導(dǎo)熱系數(shù)l4：銅傳熱系數(shù) =63.27513. 由初算傳熱面積和選定的公稱壓力pn，初定換熱器的工藝尺寸5：從行標(biāo)中直接查取實(shí)際換熱面積s公稱直徑dn管長l管徑×壁厚總管數(shù)n中心排管數(shù)管程流通面積管子的排列形式管心距t管程數(shù)殼程數(shù)折流板間距hh=350mm折流板型式25%圓缺形14. 計(jì)算冷卻劑流量：15. 計(jì)算管程流速：=0.53m/s，則滿足要求。16. 計(jì)算管程對(duì)流傳熱系數(shù)： 因管內(nèi)為物料，所以取n=0.3(被加熱)17. 計(jì)算殼程當(dāng)量直徑和流速： 18. 計(jì)算殼程對(duì)流傳熱系數(shù)： 因?qū)τ诶鋮s劑，則有105 （液體被加熱）19. 根據(jù)冷熱液體的性質(zhì)及溫度，選定污垢熱阻6： 2

4、0. 計(jì)算總傳熱系數(shù)： 21. 由計(jì)算傳熱面積： 滿足要求22. 核算壓力降7：1） 管程壓力降，而對(duì)于銅，取，則有 ， 查圖表得摩擦系數(shù)又2） 殼程壓力降 1 圓筒厚度8:12mm2 橢圓形封頭9dn/mm90022540120.99110.120993.39100025040121.209610.1623113.613 管箱短節(jié)厚度10:12 mm4 壓力容器法蘭11：1.選擇2個(gè)甲型平焊法蘭（凹封面），pn=1.0mpa；公稱直徑dn mm法蘭 mm螺柱dd1d2d3d4d質(zhì)量kg規(guī)格數(shù)量9001030990955945942602384.98m20482.1個(gè)長頸焊法蘭（凹封面）公稱d

5、n直徑mm法蘭 mmdd1d2d3d4hh1000114011001065105510525610525 法 蘭 螺柱對(duì)接筒體aa112rd質(zhì)量kg規(guī)格數(shù)量最小厚度0 17 14 12 22 12 23 113.7m20 40 105.外頭蓋側(cè)法蘭：凸封面，pn=1.0mpa； 公稱dn直徑mm法蘭 mmdd1d2d3d4hh900114011001065105510525812042 法 蘭 螺柱對(duì)接筒體a112rd質(zhì)量kg規(guī)格數(shù)量最小厚度0 1412 26 12 23202.0m20 40 106.管板13（dn=900mm，19），pn=1.0mpa10 a mmb mmc mmb mm

6、mx×l管孔數(shù)凈重kgf94289689640m30×37812142a mmb mmc mmb mmmx×l管孔數(shù)凈重kgf89086286240m30×37472120 7.鉤圈式浮頭：4516.515808609809001000890說明： 浮頭法蘭和鉤圈的外直徑 布管限定圓直徑外頭蓋內(nèi)內(nèi)直徑浮動(dòng)管板外直徑a8.分層隔板的最小厚度14為：9.分層隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距15： 換熱管外徑d19mm換熱管中心距s25mm分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距sn38mm 10.布管限定圓16：布管限定圓直徑：849mm 11.拉桿的直徑、數(shù)量和尺寸17：拉桿直徑

7、拉桿數(shù)量拉桿螺紋公稱直徑dn/mmlalb12101215502.012.拉桿孔18：選用螺紋連接的拉桿孔 換熱管最小伸出長度1.5213換熱器與管板的聯(lián)接19：選用強(qiáng)度焊14折流板的厚度和外徑20：折流板的最小厚度為： 5mm 折流板名義外直徑:dn 15.接管21：a.管程中物料乙苯初選u=2.068m/s選用熱軋無縫鋼管22 di106mm，壁厚4mm驗(yàn)算當(dāng)管子規(guī)格為時(shí)的u為2.86m/s 符合 1.5<u<3.0m/sb.殼程中冷卻劑水初選u1.313m/s 選用熱軋無縫鋼管22 驗(yàn)算當(dāng)管子規(guī)格為時(shí)的u為1.313m/s 符合 1<u<1.5m/s16.管法蘭2

8、3：公稱直徑dn管子直徑a1（b）/mm法蘭外徑d/mm螺栓孔中心圓直徑k/mm螺栓孔直徑l/mm螺栓孔數(shù)量n螺紋th/mm法蘭厚度c/mm法蘭內(nèi)徑b1（b）/mm法蘭理論重量kg管程106114220180188m16221355.65殼程3003254454002212m202832814.617.防沖板或?qū)Я魍?4：1)由于管程不采用軸向入口且u<3m/s,所以不用設(shè)置防沖板2)對(duì)殼程進(jìn)口管流體：所以不需要設(shè)置導(dǎo)流筒或防沖板.18.鞍式支座25：選用bi型公稱直徑dn允許載荷q/kn鞍座高度h底板腹板2筋板墊板螺栓間距l(xiāng)2鞍座質(zhì)量kg增加100mm增加的質(zhì)量kgl1b11l3b33弧