2009级化学工程与工艺专业
《化工原理》课程设计说明书
1.6×10吨/年煤油列管式煤油冷却器的设计 题 目：
4
第一组 组 次：
yining 姓 名：
0908101-03 班级学号：
指导老师： 同组人员：
完成时间： 2012年5月18日
《化工原理》课程设计评分细则
评审 评审要素 单元 评审内涵 评审等级 指导 检阅 检查 老师 老师 方法 评分 评分 格式 标准 格式规范 是否符合规定的格式要求 5-4 4-3 3-2 2-1 设计任务书、评分标准、 设计 说明书 35% 内容完整 主要设备计算、作图、后记、设计 10-8 8-6 6-4 4-1 参考文献、小组成员及 任务书 承担任务 设计方案 工艺计算 过 程 图面布置 设计 图纸 30% 标注 与设计 吻合 平时 成绩 20% 出勤 卫生 与纪律 方案是否合理及 是否有创新 计算过程是否正确、 完整和规范 10-8 8-6 6-4 4-1 计算 记录 计算 记录 10-8 8-6 6-4 4-1 图纸幅面、比例、标题栏、图面布 10-8 8-6 6-4 4-1 明细栏是否规范 置标准 文字、符号、代号标注 是否清晰、正确 图纸设备规格 与计算结果是否吻合 10-8 8-6 6-4 4-1 10-8 8-6 6-4 4-1 标注 标准 比较图纸与说明书 现场 考察 计算、上机、手工制图 10-8 8-6 6-4 4-1 设计室是否整洁、 卫生、文明 答辩表述是否清楚 内容是否全面 回答问题是否正确 10-8 8-6 6-4 4-1 5-4 4-3 3-2 2-1 5-4 4-3 3-2 2-1 5-4 4-3 3-2 2-1 答辩 内容表述 成绩 15% 回答问题 现场 考察 总 分 综合成绩 成绩等级 指导老师 评阅老师 （签名） （签名） 年 月 日 年 月 日 说明：评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89)，中等(70-79)，及格(60-69)和不及格(<60)
目 录
第一部分 设计任务书········································································（1） 第二部分 设计方案简介评述····························································（1） 第三部分 换热器设计理论计算························································（2）
1、试算并初选换热器规格···············································································（2） 2、工艺结构尺寸································································································（3） 3、换热器核算···································································································（5） 4、计算压强降···································································································（7） 第四部 工艺设计计算结果汇总表及其它······················································（9） 1、工艺设计计算结果汇总表········································································（9） 2、参考文献·······································································································（9） 3、后记··············································································································（10）
第一部分 设计任务书
1、设计题目：非标准系列列管式煤油冷却器的设计 2、设计任务及操作条件
4
（1）处理能力： 1.6×10吨/年 煤油
（2）设备型式： 卧式列管式换热器 （3）操作条件
① 煤油：入口温度140℃，出口温度40℃
② 冷却介质：自来水，入口温度30℃，出口温度自选 ③ 允许压强降：不大于105 Pa
④ 煤油在定性温度下的物性数据：密度为825 kg/m3，黏度为7.15×10-4 Pa s，比热容为2.22 kJ/kg ℃，导热系数为0.14 W/(m ℃)。
⑤ 每年按330天计，每天24小时连续运行 3、设计说明书的内容
（1）封面、评分标准及目录；
（2）设计题目及原始数据(任务书)；
（3）论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择； （4）换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等)； （5）设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)； （6）主体设备设计计算及说明； （7）附属设备的选择（选做）；
（8）参考文献； （9）后记及其它。 4、设计图要求
用A2图纸绘制换热器总装配图，两个局部放大图。CAD图自由选做2个部件。
第二部分 设计方案简介评述
换热器是许多工业生产中常用的设备,尤其是石油、化工生产应用更为广泛。在化工厂中换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多，性能各异，各具特点，可以适应绝大多数工艺过程对换热器的要求。 进行换热器的设计，首先是根据工艺要求选用适当的类型，同时计算完成给定生产任务所需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸。换热器类型虽然很多，但计算传热面积所依据的传热基本原理相同，不同之处仅是在结构上需根据各自设备特点采用不同的计算方法而已。
我们设计的是煤油冷却器，冷却器是许多工业生产中常用的设备。列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广。列管式换热器有固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式等类型。
列管式换热器的形式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。由于两流体的温
差大于50 ，故选用带补偿圈的固定管板式换热器。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。
第三部分 换热器设计理论计算
１、试算并初选换热器规格
（1）、 定流体通入空间 两流体均不发生相变的传热过程，因水的对流传热系数一般
较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。
（2）、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管式换热器的形式：
被冷却物质为煤油，入口温度为140℃,出口温度为40C 冷却介质为自来水，入口温度为30C，出口温度为35C 煤油的定性温度：Tm?(140?40)/2?90?C 水的定性温度：tm?(30?35)/2?32.5?C
两流体的温差：Tm?tm?90?32.5?57.5?C
由于两流体温差大于50℃，故选用带补偿圈的固定管板式列管换热器。
两流体在定性温度下的物性数据
???