化工原理课程设计作业
化工原理课程设计作业
题目1、2 、3、4用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书
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
第1、2组：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8、10t/h。
第3、4组：使煤油从150℃冷却到35℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为12、15t/h。
三、设计任务
1 合理的参数选择和结构设计
2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算
四、设计说明书内容
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 结构设计包括流体壁厚
5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管
五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天
4 绘图3~4天
5 整理，抄写说明书2天
用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书
一、设计的目的
通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
二、设计的指导思想
1 结构设计应满足工艺要求
2 结构简单合理，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，图签字规范
4 独立完成
四、设计课题工程背景
在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以长岭炼油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.化工原理课程设计(典型化工单元操作设备设计)化学工业出版社，2010年12月第
一版
2.贾绍义，化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，2002.8
3.传热设备及工业炉，化学工程手册第8篇，1987
4. 化工设备设计手册编写组. 金属设备，1975
5. 尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，1981
6. 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业出版社.
六、设计思考题
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则确定的？
6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。
7 列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？
七、部分设计问题引导
1列管式换热器基本型式的选择
2 冷却剂的进出口温度的确定原则
3 流体流向的选择
4 流体流速的选择
5 管子的规格及排列方法
6 管程数和壳程数的确定
7 挡板的型式
题目5、6 、7 正戊烷冷凝器设计任务书
正戊烷冷凝器的设计
二、设计条件
1．操作条件
（1）正戊烷、冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；
（2）冷却介质，地下水，流量为7 000kg/h，入口温度：第3组为20℃，第4组为30℃；（3）允许压强降，不大于105Pa；
（4）每年按300天计；每天24 h连续运转。
2．处理能力各小组分别为10000、15000、20000T/Y正戊烷；
3．设备型式立式列管冷凝器
二、设计任务
1．选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算
2．对冷凝器的附件进行设计，包括结构设计。
三、设计说明书的内容
1. 课程名称、首页、目录及页码
2. 前言
3. 简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等
4. 热量衡算及初步估算换热面积；
5. 冷凝器的选型及流动空间的选择
6. 工艺流程图；
7. 冷凝器的较核计算；
8. 结构及附件设计计算
9. 冷凝器的主要数据一览表；
10. 设计结果评价；
11. 附立式列管冷凝器总装图
四、设计进度
1. 设计动员，下达设计任务书0.5天
2. 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天
3. 工艺设计计算，结构设计计算（包括电算）5~6天
4. 绘图3~4天
5. 整理，抄写说明书2天
6. 设计小结及答辩2天
正戊烷冷凝器设计指导书
一、设计目的
1．巩固学生对课本知识的理解，深化认识；
2．培养学生分析问题，解决问题的能力；
3．树立学生工程观念和经济观念；
4．使学生对设备总装图有初步知识。
二、设计指导思想
1．结构设计应满足工艺要求；
2．设计要符合现行国家标准；
3．结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；
4．制造工艺可行，维修方便。
1. 说明书采用统一封面和纸张；
2. 方案和流程的选择要阐明理由
3. 设计过程应次清晰，内容完全；
4. 设计、计算中所采用的公式、数据、图表等注明出处，有些需说明理由；
5. 一律用钢笔填写，要排列整齐，字体端正，书面整洁；
6. 计算过程均应写出；
7. 设备图以制图要求为准；
8. 集中做设计，独立完成。
四、设计课题工业背景
炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷，以此为原料设计一正戊烷冷凝器
五、参考文献
1. 兰州石油机械研究所. 换热器（上册）. 烃加工出版社，1986
2. E.U施林德尔. 换热器设计手册(第四卷). 机械工业出版社,1989
3. 华南理工大学化工原理教研室. 化工过程及设备设计. 华南工学院出版社,1986
4. 大连理工大学化工原理教研. 化工原理课程设计, 大连理工大学出版社,1994
5. 贾绍义，化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，2002。8
6. 顾芳珍等.化工设备设计基础. 天津大学出版社,1994
7. 化学工程手册编辑委员会,化学工程手册第7篇,化学工业出版社,1985
8. 化工部设备设计技术中心站. 化工设备图册第三分册,1988
六、设计思考题
1. 冷却水出口温度如何确定?
2. 流体流动空间的选择原则是什么?
3. 在中,各项含义是什么,在不同情况下说明提高K值的途径及采取的措施?
4. 管壳式换热器中，采用多管程的目的是什么？在壳程加挡板的目的又是什么？
5. 在什么情况下，固定板换热器要设计膨胀节？
6. 列管式冷凝器的蒸汽入口处是否需设计缓冲挡板？
7. 列管式冷凝器的换热管的排列方式有几种，如何选用？
8. 立式列管式冷凝器是否要设计支座，选用什么标准确定支座的尺寸？
9. 列管式冷凝器的接管的设计依据是什么？
10. 如何判断你所设计的换热器性能及经济上的适用性的优劣？
七、部分设计问题引导
1. 自定冷却水的出口温度，并由热量衡算确定其用量.
2. 估计K值大小，应首先估计对流传热系数较小一侧的对流传热系数？
3. 设计换热设备既要考虑操作费用，又要考虑设备费用，也就是既要使阻力降不能太高，也不能使传热面积较大，使管程的冷却水有一个合适的流速。
题目8、9、10、11、12 乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计任务书
精馏塔顶产品全凝器
二、设计条件
1. 处理量：第8组5万t/y，第9组8万t/y，第10组10万t/y，第11组12万t/y，第12组15万t/y
2. 产品浓度含乙醇第8组90%，第9组92%，第10组93%，第11组95%，第12组96%
3. 操作压力常压
4. 冷却介质水（P为0.3MPa，进口温度30℃，出口温度40℃）
三、设计任务
设计一冷凝器，冷凝乙醇—水系统精馏塔顶部的馏出产品。产品中乙醇的浓度为90%或95%，处理量为6或8万t/y，要求全部冷凝。
冷凝器操作压力为常压，冷却介质为水，其压力为0.3MPa ，进口温度为30℃，出口温度为40℃。
四、计说明书概要
1. 目录
2. 概述
3. 热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等）
4. 结构设计与说明
5. 设计总结
6. 参考文献
7. 附工艺流程图及冷凝器装配图一张
五、设计进度
1. 设计动员，下达设计任务书0.5天
2. 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天
3. 工艺设计计算，结构设计计算（包括电算）5~6天
4. 绘图3~4天
5. 整理，抄写说明书2天
乙醇水精馏塔塔顶不产品冷凝器设计指导书
一、设计目的
通过对乙醇—水系统精馏塔顶产品全凝器的设计，使学生了解和掌握化工单元操作设备设计的步骤、方法及基本技能，熟悉文献资料及物性参数的查阅和收集方法，懂得如何论证优化设计方案，合理科学地应用公式及数据。在设计中提高学生的分析能力和解决问题的能力。
二、设计指导思想
设计要考虑其科学性、先进性及可行性，同时又要经济合理，同时要符合环保要求。
三、设计要求
整个设计由论述、设计计算和绘图三部分组成，论据要清晰、充分、有据。计算要正确可靠，图纸要整洁规范，应符合国家标准。
学生可由2至3人一组进行讨论，解决设计中的疑难问题或对设计进行优化。
四、设计课题的工程背景
采用薯类与谷类原料进行发酵。发酵法制乙醇是一个很复杂的生化过程，
发酵在密封的发酵罐中进行产生的CO2的纯度饿达99—99.5%以上，其余为气态杂质，组分(以CO2质量为基准)为：乙醇0.4~0.8%，脂类0.03~0.4%，酸类0.08~0.09%。
成熟发酵醪中的乙醇必须经过初馏、精馏和除杂才能得到合格的乙醇。本课程设计即为粗乙醇（初馏塔出来的乙醇—水溶液），在进行精馏获得合格产品的过程中，精馏塔顶冷凝器的设计。
发酵法制乙醇的工艺也可以参考有关书籍或文献资料。
五、主要参考文献
1. 胡振援编。简明化工原理实验，华中师范大学出版社，1997年
2. 化工过程及设备设计，华南理工大学出版社，1986年
3. 谭天恩，麦本熙，丁惠华等编，上下册（第二版），化学工业出版社
4. 朱俜冠编，换热器原理及计算，清华大学出版社，1987
5. 化工手册编委会编。化工手册（第一篇），化学工业出版社，1980
6. 朱思明，汤善普等编，化工设备机械基础，华南理工大学出版社，1991
7. （日）燔野佐一等编。换热器，化学工业出版社
六、设计思考题
1. 换热器及作业原理
2. 影响传热的主要因素有哪些
3. 荷为冷凝器，冷凝器的出要型式及结构
4. 选择走管程或壳程的介质应考虑什么原则
5. 循环冷却水的进出口温度确定原则
6. 设计冷凝器的主要步骤
7. 对冷凝器的设计你进行了那些优化
七、部分设计问题指导
学生在接受设计任务后，首先应明确设计的步骤，方向，如何查阅有关数据和收集资料，并确定设计方案。本设计应在以下几个方面的加以指导：
1. 物性数据的查阅
在设计中涉及到水，乙醇等的多种物理参数，如密度，黏度，热容，汽化潜热，导热系数等等，如何正确的查阅数据是化工技术人员的基本功，因此在这方面应加以指导。
2. 经验公式的正确应用
在设计中要用到某些经验公式，如果选择不当的则会使设计发生误差。如壳程换热系数计算时，如果采用单管公式显然不对。因为工业换热器的气体冷凝比单管要复杂的多，从上排管外流下的冷凝液在下排管会产生一定的撞击和飞溅，从而使下一排管外的冷凝膜并不像单管叠加时那么厚，同时附加的扰动又会加速传热，在缺乏可靠数据可采用经验公式估算。3. 初选冷凝器
根据计算的出的传热面积A0，从国家颁布的换热器标准系列中初选冷凝器，既不能选得太大浪费，又要满足传热需要。此外，标准设备的管数与计算值不一致时如何考虑等等，都需要加以引导。
4. 结构设计
在结构设计中，指导学生对关键部位进行设计并提出优化设想，如提高传热效果，降低成本等等。
题目13、14、15碳酸丙烯酯脱碳填料吸收塔设计任务书
一、设计名称
碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计
二、设计条件
吸收剂采用碳酸丙烯酯(PC)，溶剂的贫度≤0.05Nm3CO2/m3PC，出吸收塔吸收液饱和
三设计任务
1 总体论证：确定设计方案与流程，绘出工艺流程简图
2 吸收塔物料衡算
(1) 气液平衡关系；
(2) 吸收剂用量；
(3) 变换气、净化气、贫液和富液流量及组成；
(4) 操作线方程。
3 吸收塔的化工设计
(1) 塔填料选择；
(2) 吸收塔塔径计算；
(3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算；
(4) 吸收塔诸接管口径计算；
(5) 主要设计参数核算；
4 填料吸收塔主要附属内件选型
主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等。
5 附件尺寸确定
附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等。
6 填料塔高度计算
7 绘出填料吸收塔设备工艺条件图
8 主要辅助设备的计算与选型
计算贫液冷却器的换热面积，确定吸收剂循环泵的型号。
9 设计结果汇总表
10 设计结果评价
11 编制设计说明书
四、设计说明书内容
1 封面：
包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、指导教师、审阅教师、设计时间等。
2 目录
3 设计任务书
4 概述与设计方案简介
5 设计条件及主要物性参数表
6 按设计任务顺序说明
7 设计结果汇总表
8 对本设计的评述
本部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会。
9 工艺流程简图和主体设备工艺条件图
10 参考文献
11 附录
五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3 设计计算 5—6天
4 绘图 3—4天
5 整理设计资料，撰写设计说明书 2天六、设计成绩评分标准
碳酸丙烯酯脱碳填料吸收塔设计指导书
一、设计目的
1 初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法；
2 巩固学生对课本知识的理解，深化认识；
3 让学生学会查阅技术资料、国家技术标准，正确地选用公式和数据；
4 训练、培养、提高学生综合运用所学知识，独立解决实际问题的能力；
5 让学生树立工程观念和经济观念。
二、设计指导思想
1 结构设计应满足工艺要求；
2 设计要符合现行国家标准；
3 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；
4 制造工艺可行，维修方便。
三、设计要求
1 说明书采用统一封面和纸张；
2 方案和流程的选择要阐明理由；
3 设计过程层次清晰，内容完整；
4 计算过程中所采用的公式、数据、图表应注明出处；
5 设计说明书逻辑清楚、层次分明、书写工整；
6 集中做设计，独立完成。
四、设计课题工程背景
自1990年以来，随着小化肥厂改变单一产品结构，适应市场的需要，采用脱碳增氨或转产尿素或联醇等方法，以提高经济效益，增强小化肥的竞争能力。为此需要增设一套变换气脱碳装置。由于碳酸丙烯酯（碳丙）脱碳为典型的物理吸收，流程简单、投资少、节能明显、技术易于掌握。因此，很快在小化肥厂得以推广应用。据初步统计，目前国内约有160套碳丙脱碳生产装置，各厂家所采用的脱碳压力有：0.4MPa、1.1~1.3MPa、1.6~1.8MPa、2.5~2.8MPa及4.3MPa等。另外，在工业应用过程中，国内技术开发单位、设计单位及生产企业分别对碳丙脱碳技术进行了研究、改进和完善。目前碳丙脱碳技术已工业应用的或即将工业应用的最有吸引力的进展有以下几方面：（1）塔器优化；（2）碳丙高效回收工艺；（3）
HS技术；（4）低温碳丙。实践证明，低温碳丙具有气体净化度高、降低溶剂循环量和溶剂损耗等优点；（5）改良碳丙。因此，碳丙填料吸收塔有工业应用基础，通过设计学生将对典型的无机化工产品合成氨的生产有一定了解，也会有助于学生设计中理论结合实际。所布置的10个题目的设计条件取自工厂生产实际数据（从参考文献获得）或以实际生产数据为依据给出。此外，10个设计题目中的设计压力包括了目前工厂应用最多的三种情况，还有低温碳丙填料吸收塔的设计。
五、参考文献
1. 石油化学工业规划设计院. 塔的工艺计算. 北京：石油化学工业出版社，1997
2. 化工设备技术全书编辑委员会. 化工设备全书—塔设备设计. 上海：上海科学技术出版社，1988
3. 化学工程手册编辑委会. 化学工程手册，第1篇化工基础数据；第13篇气液传质设备. 北京：化学工业出版社，1986
4. 上海化工工业设计院石油设备设计建议组. 化工设备图册—塔设备（4）. 1976
5. 上海医药设计院. 化工工艺设计手册(上、下). 北京：化学工业出版社，1986
6. 大连理工大学化工原理教研室. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，1994
7. 贾绍义，化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，2002。8
8. 王师祥，杨保和. 小型合成氨厂生产工艺与操作. 北京：化学工业出版社，1999
9. Reid R C, Prausnitz J M, Poiling B E, The properties of gases and liquids(Fourth Edition). New York: McGraw-Hill Book Company, 1987
10. 于遵宏，朱炳辰，沈大才等. 大型合成氨工艺过程分析. 北京：中国石化出版社，1993
11. 石油化学工业部化工设计院，河北工学院. 氮肥工艺设计手册—理化数据分册. 北京：石油化学工业出版社，1997
12. 谭天恩，麦本熙，丁惠华. 化工原理(上、下册). 北京：化学工业出版社，1990
13. 陈敏恒，丛德兹，方图南，齐鸣斋. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京：化学工业出版社，2000
14. 梁锋. 碳酸丙烯酯脱碳技术进展. 小氮肥设计技术，2000，21(1)：7~10
15. 王祥光. 低温碳酸丙烯酯脱碳技术. 小氮肥设计技术，1999，20(1)：6~7
题目16、17、18丙酮填料塔设计任务书
一、设计名称
丙酮填料塔的设计
二、设计条件
入塔气体中空气含丙酮为g/m3干空气（标态），干空气温度为25℃，压力为101.3 kPa，相对湿度为70%，处理气体量600~1 000m3/h.
吸收剂为清水，温度为25。
出塔气体中丙酮气流量分4组：
（1）入塔丙酮流量 1/100（16组）
（2）入塔丙酮流量 1/150（17组）
（3）入塔丙酮流量 1/200（18组）
三、设计任务
1. 流程的选择：本流程选择逆流操作
2. 丙酮浓度计算
3. 丙酮出塔浓度计算
4. 液体出塔温度变化
5. 平衡线的获取
6. 吸收剂量求取
(1) 最小吸收剂用量
(2) 吸收剂用量
7. 操作线方程式
8. 填料塔径求取
(1) 选择填料
(2) 液泛速度
(3) 空塔速度
(4) 塔径及圆整
(5) 最小润湿速度求取及润湿速度的选取
(6) 塔径的校正
9. 单位填料层压降的求取
10. 传质单元高度的求取
11. 传质单元数求取
12. 填料层高度
13. 吸收塔高度计算
14. 液体分布，再分布器及分布器的选型
15. 风机选取
16. 画填料塔的工艺设备图
17. 编写设计说明书
四、设计说明书内容
1. 课题名称，目录及页码
2. 前言
3. 吸收系统流程和方案的说明和论证
4. 本设计结果概要
5. 设计计算及说明
6. 设计有关问题的分析讨论
7. 参考文献目录
五、设计进度
下面以总设计时间3周为准：
1）设计动员，下达设计任务书 0.5天
2）搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3）设计计算（包括电算，编写说明书草稿） 5至6天
4）绘图 3至4天
5）整理，抄写说明书 4天
丙酮填料塔设计指导书
一、设计目的
1. 培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力
2. 培养学生在填料吸收塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。
3. 培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力
4. 培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力
二、设计指导思想
1. 满足工艺和操作的要求
2. 在经济上合理
3. 保证生产安全
4. 设计要符合国家标准等
5. 满足环保要求
三、设计要求
1. 设计应以独立作业为主，小组讨论为次
2. 计算正确无误
3. 必须对填料的有关水力性质进行校核
4. 图样上有现型，字迹正确清晰，图面整洁
5. 设计说明表达清晰，格式按照设计教学大纲要求写
6. 对上机的学生除上述要求之外，还必须列出计算框图及符号说明，计算结果
四、设计题目的工程背景
吸收是化工生产中重要的传质单元操作，广泛用于气体混合物的分离，尤其是近几年环保及生化工程中的应用更显示其重要性，又由于本实验有一套用水吸收空气中丙酮的填料吸收塔，为了让学生对该吸收装置的各个设计参数及辅助设备的选取有一个清醒的认识，故本设计的选题定为丙酮吸收塔的设计。
五、参考文献
1. 贾绍义，化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，2002。8
2. 华南理工大学化工原理教研组.化工过程及设备设计.广州：华南理工大学出版社，1986
3. （苏）FO Ⅱ 迪新在奥尔斯科戈. 化工基本过程与设备. 北京：化学工业出版社，1988
4. 化工设备设计全书编辑委员会.塔设备设计.上海：上海科学技术出版社，1988
5. G A Moris Jwkson J. 填料吸收塔的设计(中译本).上海：上海科学技术出版社
6. 国家医药管理局上海医药设计院. 化工工艺设计手册. 北京：化学工业出版社，1986
7. 化学工程手册编辑委员会. 化学工程手册，第12册，气体吸收. 北京: 化学工业出版社，1982
8. EE路德维希. 化学工业部化工设计公司译，化工装置的工艺设计（2nd），第二册.北京：化学a工业出版社，1985
六、设计思考题
1. 平衡关系怎样得到？
2. 怎样选择填料
3. 操作线怎样获得？
4. 怎样求取塔径
5. 一般液汽比为最小液汽比的多少倍？
6. 空塔速度一般为取液泛速度的多少倍？
7. 怎样才能避免在设计过程中出现塔高很高，而塔路很小的不合理设计？
8. 吸收塔顶部为什么要留一定的空间？
9. 吸收塔底部为什么也要留一定的空间
10. 一般要求直径与填料直径之比为多少？
11. 在填料设计及操作时为什么要安装液位计？
12. 当填料塔内填料很高时，为什么要安装液体的再分布器？
13. 支承板的作同是什么？一般要求其开孔率为多少？
14. 怎样选择风机？
15. 本吸收体系的水蒸汽是如何处理的？
16. 如果降低尾气中丙酮的含量应采取什么措施？
七．部分设计问题指导
1. 平衡线是怎样获得的？
由X求液体出口温度t2，求亨利系数m，由m再根据亨利定理得到Y。
2. 怎样才能求的最小液汽比？
3. 样才能获得比较合理的塔高与塔径之比？
可调整液汽比及液泛率，选择适当的资料等，可改进塔高与塔径之比。
4. 如何选择液体分布器及气体分布器？
如果平衡线有段为曲线，有段为直径怎样才能获得比较精确的Noo??
5. 如何选择风机？
6. 怎样选择吸收塔的封头？
题目19、20、21、22 乙醇-水溶液连续精馏塔设计
一、设计名称
乙醇-水溶液连续精馏塔设计
二、设计条件
处理量： t/a (15000,17500，20000， 25000)
料液组成（质量分数）：（30%，35%，40%，45%）
塔顶产品组成（质量分数）：（92.5%，93%，93.5%，94%）
每年实际生产时间： 7200 h
三、设计任务
完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（精馏基本原理）
3 工艺计算
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价
五、设计进度
1设计动员，下达设计任务书0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天
4 绘图3~4天
5 整理，抄写说明书2天附汽液平衡数据
表1 乙醇-水溶液汽液相平衡数据（表中液相组成x与汽相组成y均为摩尔分数）
题目23、24、25、26聚氯乙烯干燥器设计任务书
一、设计名称
5万吨/年（23），8万吨/年（24），10万吨/年（25），12万吨/年（26），聚氯乙烯干燥器设计
二、设计条件
1 物料进口湿含量 14%（湿度）
2 物料出口湿含量 1%(湿基)
3 临界湿含量0.015(干基)
4 平衡湿含量 0
5 绝干物料热容Cs=0.25cal/kg.℃
6 干空气进口温度t=40℃
7 气体出口温度自定
8 物料软化温度t=75~80℃
9 空气相对湿度 77%
10 颗粒平均粒径 200μm
11 物料进口温度t=40℃
三、设计任务
根据设计条件对PVC干燥器选择进行评价，对干燥器进行工艺计算（物料衡算和热量衡算），结构计算（直径、管长等），然后对附属设备进行选型计算，绘制出干燥系统图及换热器总装图。
四、设计说明书内容
1 目录
2 概述（干燥基本原理）
3 工艺计算（包括对所选干燥器评价）
4 结构计算
5 附属装置评价
6 参考文献
7 对设计自我评价
五、设计进度
1 设计动员，下达设计任务书 0.5天
2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.5天
3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天
4 绘图3~4天
5 整理，抄写说明书 2天
6 设计小结及答辩 2天
六、设计成绩评分体系
聚氯乙烯干燥器指导书
一、设计目的
化工原理课程设计是结束理论教学之后的一次实践教学环节，通过课程设计加深学生对基本原理、基本计算的认识与理解，这是理论教学所必须的完成与补充。除此之外，课程设计通过查阅工程手册、资料，得到一次工程实践的机会，逐渐培养工程观点与工程意识。另外，通过计算和绘图是对前修课程的一次复习，对未来工程工作的一次演习，具体而言，学生应理解干燥单元操作的基本原理，物料衡算，热量衡算等基本计算，通过查阅“化学工程手册”16篇20篇等干燥方面手册得到工程观点，工程意识的培养。
二、设计指导思想
设计方案及设备选择应从工厂实用需要出发，既考虑合理性，先进性，又要考虑实用性，经济性，特别强
调要尊重工程技术人员及工人长期科学实践所积累的经验方法，但又要不犯经验主义，要注意尽可能利用人类的思维成果。具体而言，原则上气流干燥器可以用流化床代替，但实际上流化床干燥器比气流干燥器复杂，难以操作，且价格又贵，因此气流干燥器应利用便宜这个优势，从利用高温热源提高传热效率看，气流干燥速度高，更为有利。但从水分去掉程度看，沸腾床（即流化床）又较少有利。
三、设计要求
要求学生独立完成设计，要求在设计中对方案不只一种而是两种以上进行比较，计算书要符合格式而且公式要有引处说明。对自己设计感受应附在计算书后，工艺流程图、总装图应符合化工工艺图及机械图要求。
四、设计课题工作背景
PVC物料干燥要求是比较严格的，如果含水率高于1‰。其产品会产生气泡，在工程上多采用气流干燥与流化干燥串联使用，并有资料说明已得到应用。
五、参考文献
1. 南京化工学院. 气流干燥器及流化床干燥器设计. 南京化工学院(内部)
2. 黄建华等. 气流干燥器设计. 武汉化工学院. 1994(内部)
3. 化学工程手册编辑委员会. 化学工程手册 16篇 20篇
4. 化工设备设计全书编辑委员会.干燥设备设计. 上海：上海科学技术出版社
5. 干燥技术进展. 科学教育出版社
6. 石光原,周积义,彭福荫. 机械制图. 北京：高等教育出版社
7. 谭天恩等. 化工原理(上、下册). 北京：化学工业出版社.
六、设计思考题
1. 对进入干燥器空气状态，一年之中变化很大，那么应当取什么季节的状态为计算时使用状态？
2. 计算换热器时，空气年平均温度是15℃,而夏天温度为40℃, 计算换热器热负荷时，应取什么温度？
3. 当水份含量为结合水分，要去掉所有自由水份，应当单独使用气流干燥器还是流化床干燥器，为什么？
4. 从环境保护要求，一般旋风除尘器能否满足要求？如果不能，采用什么措施？
5. 气流干燥器能否按理论干燥器考虑？能否实行？按理论干燥器计算是否需要检验？如何检验？
七、部分设计问题引导
在计算换热器时一般有两种方法，一是选择一台换热器，另一方面自行设计一台换热器，前者由估算换热面积在明细表上选择一台换热器，然后算出传热系数，算出计算面积，按设备用量即实际面积/计算面积≤120%,并校核管内流速在许可范围内，而当选择换热器不满足需要，也可仔细进行设计，此时对管管长，管径，管布置，程数等都应加以考虑，最后仍以上述备用量为合格指标。
旋风除尘器在设计时其进口速度应校核，因为进口速度小分离效率会降低，而且选用多台换热器时其台数及管道设计应保持阻力相等，否则运行状况会恶化。
八、设计答辩指导
设计答辩在课堂设计全部工作完成且得到指导教师同意后方可进行，学生应将设计计算书仔细阅读，熟悉设计步骤，对设计思路要清晰，设计方案对比结果及结论应有根据，公式书写应正确而且要有引处，设计方法及设计结果应有自己的评价及见解，对设计中尚待研究和改进的不足之处，应实事求是交待，对答辩老师提问应记下，了解问题的实际后进行回答，对学术问题坚持服从真理，实事求是的态度，不应敷衍马虎过去。
题目27,28 ,29NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计任务一．设计名称
氢氧化钠水溶液三级并流蒸发器的设计
二．设计目的
1.培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力..
2.培养学生能迅速准确的对蒸发器进行工艺设计计算的能力.
3.培养学生能用简洁的文字和清晰的图表来表达自己设计思想的能力.
4.培养学生将先进技术与社会实际相联系,将经济上合理性与操作时的劳动和环境保
护相联系的正确设计思想.
三:设计指导思想
1.满足工艺和操作的要求.
2.在经济上合理.
3.保证生产安全.
4.满足环保要求.
四:设计任务及操作条件
（1）处理能力 7.92×104t/a NaOH水溶液（25组），1.67×105t/a NaOH水溶液（26组）,
2.36×106t/a NaOH水溶液（27组）
（2）设备型式中央循环管式蒸发器
（3）操作条件
①原料液浓度为15%，完成液浓度为45%，温度为80℃，比热容为3.5KJ/(kg·℃)
②加热蒸汽压力为400Kpa（绝压），冷凝器压力为20Kpa（绝压）
③各级蒸发器总传质系数为：K1=2000W/(m2·℃),K2=1000W/(m2·℃),K3=500W/(m2·℃)
④各级加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。假设各级传热面积相等，并忽略溶液的浓缩
热和蒸发器的热损失，不考虑液柱静压和流动阻力对沸点的影响
⑤每年按300天计，每天24小时连续运行
一、设计题目：30，31，32
均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计
二、设计任务及操作条件
（1）处理能力100000 m3/a(30组)，150000 m3/a(31组)，200000 m3/a(30组) （2）设备型式机械搅拌夹套冷却装置
（3）操作条件
①均相液温度保持50℃。
②平均停留时间18 min。
③需要移走热量105KW。
④采用夹套冷却，冷却水进口温度20℃，冷却水出口温度30℃。
⑤50℃下均相液物性参数：比热容C p=1012 J/(kg*℃),导热系数λ=0.622 W/(m*℃),
平均密度ρ=930 kg/m3,粘度μ=2.733×10-2 Pa*s.
⑥忽略污垢及间壁热阻。
⑦每年按300天，每天24小时连续搅拌。
三、厂址
厂址为武汉地区。
四、设计项目
（1）设计流程及设备进行简要论述。
（2）搅拌器工艺设计计算：确定功率及夹套传热面积。
（3）搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、夹套等主要结构尺寸设计计算。
（4）主要辅助设备选型：冷却水泵，搅拌电机等。
（5）绘制设备设计条件图。
（6）对本设计评述。
化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页
2012年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8℃，易挥
发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶，因其分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化，缩合，环化，聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择，主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品，也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔，以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高，因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点，现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟，不需要特殊设备，投资省，上马快等优点，但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉，加之反应条件温和，选择性好，收率高，工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定： 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定; 加热方式等
所选方案必须： （1）满足工艺要求； （2）操作平稳、易于调节； （3）经济合理； （4）生产安全。 包括：流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 ●精馏可在常压、加压或减压下进行。 ●沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏；热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 ●一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使： ● (1)塔的操作比较容易控制； ● (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径相似，设计制造比 较方便。 加热方式： ●（1）间接蒸汽加热 ●（2）直接蒸汽加热 ●适用场合：待分离物系为某轻组分和水的混合物。 ●优点：可省去再沸器；并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。
化工原理课程设计
《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)
苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算； 3.塔板数的确定； 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 5.精馏塔主要工艺尺寸；
化工原理课程设计最终版
青岛科技大学 化工课程设计 设计题目：乙醇-正丙醇溶液连续板式精馏塔的设计指导教师： 学生姓名： 化工学院—化学工程与工艺专业135班 日期:
目录一设计任务书 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 （二）精馏塔设计模拟 （三）塔板工艺尺寸计算 1）塔径 2）溢流装置 3)塔板分布、浮阀数目与排列 （四）塔板的流体力学计算 1）气相通过浮阀塔板的压强降2）淹塔 3)雾沫夹带 （五）塔板负荷性能图 1）雾沫夹带线 2）液泛线 3）液相负荷上限 4）漏液线 5）液相负荷上限 （六）塔工艺数据汇总表格 三塔的附属设备的设计 （一）换热器的选择 1)预热器 2)再沸器的换热器 3)冷凝器的换热器 （二）泵的选择 四塔的内部工艺结构 （一）塔顶 （二）进口 ①塔顶回流进口 ②中段回流进口 （三）人孔 （四）塔底 ①塔底空间 ②塔底出口 五带控制点工艺流程图 六主体设备图 七附件 （一）带控制点工艺流程图 （二）主体设备图 八符号表 九讨论 十主要参考资料
一设计任务书 【设计任务】设计一板式精馏塔，用以完成乙醇-正丙醇溶液的分离任务 【设计依据】如表一 表一 【设计内容】 1）塔板的选择； 2）流程的选择与叙述； 3）精馏塔塔高、塔径与塔构件设计； 4）预热器、再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量，冷凝器热负荷及冷却水用量，泵的选择； 5）带控制点工艺流程图及主体设备图。 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 本设计的任务是分离乙醇—正丙醇混合液，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，运用Aspen软件做出乙醇—正丙醇的T-x-y 相图，如图一：
图一：乙醇—正丙醇的T-x-y相图 由图一可得乙醇—正丙醇的质量分数比为0.5:0.5时，其泡点温度是84.40o C （二）精馏塔设计模拟 1.初步模拟过程 运用Aspen软件精馏塔Columns模块中DSTWU模型进行初步模拟，并不断进行调试，模拟过程及结果如下：
化工原理课程设计报告
课程设计任务书 设计题目：水冷却环己酮换热器的设计 一、设计条件 1、处理能力53万吨/年 2、设备型式列管式换热器 3、操作条件 a．环己酮：入口温度120℃，出口温度为43℃ b．冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度40℃ c．允许压强降：不大于1×105Pa d．每年按330天计，每天24小时连续运行 4、设计项目 a．设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。 b．换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。 c．换热器的主要结构尺寸设计。 d．主要辅助设备选型。 e．绘制换热器总装配图。 二、设计说明书的内容 1、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；
目录 1. 前言 (1) 1.换热器简介 (1) 2. 列管式换热器分类： (2) 2. 设计方案简介 (2) 2.1换热器的选择 (2) 2.2流程的选择 (2) 2.3物性数据 (2) 3. 工艺计算 (3) 3.1试算 (3) 3.1.1计算传热量 (3) 3.1.2计算冷却水流量 (3) 3.1.3计算两流体的平均传热温度 (3) 3.1.4计算P、R值 (3) 3.1.5假设K值 (4) 3.1.6估算面积 (5) 3.1.7拟选管的规格、估算管内流速 (5) 3.1.8计算单程管数 (5) 3.1.9计算总管数 (5) 3.1.10管子的排列 (6) 3.1.11折流板 (6) 3.2核算传热系数 (6) 3.2.1计算管程传热系数 (6) 3.2.2计算壳程传热系数 (7) 3.2.3污垢热阻 (7) 3.2.4计算总传热系数 (7) 3.3核算传热面积 (7) 3.3.1计算估计传热面积 (7) 3.3.2计算实际传热面积 (8) 3.4压降计算 (8) 3.4.1计算管程压降 (8) 3.4.2计算壳程压降 (8) 3.5附件 (9) 3.5.1接管 (9) 3.5.2拉杆 (9) 4. 换热器结果一览总表 (10) 5. 设计结果概要 (11) 1.结果 (11) 6. 致谢 (12)
最新17-18化工原理课程设计任务题目40+40+40-doc
化工原理课程设计任务书示例一 1 设计题目分离苯―甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 2 设计参数 （1）设计规模：苯――甲苯混合液处理量________t/a （2）生产制度：年开工300天，每天三班8小时连续生产 （3）原料组成：苯含量为40％（质量百分率，下同） （4）进料状况：热状况参数q为_________ （5）分离要求：塔顶苯含量不低于_____%，塔底苯含量不大于_____％ （6）建厂地区：大气压为760mmHg、自来水年平均温度为20℃的某地 3 设计要求和工作量 （1）完成设计说明书一份 （2）完成主体精馏塔工艺条件图一张（A1） （3）完成带控制点的工艺流程简图（A2） 4 设计说明书主要内容（参考） 中文摘要，关键词 第一章综述 1．精馏原理及其在工业生产中的应用 2．精馏操作对塔设备的要求（生产能力、效率、流动阻力、操作弹性、结构、造价和工艺特性等） 3．常用板式塔类型及本设计的选型
4．本设计所选塔的特性 第二章工艺条件的确定和说明 1．确定操作压力 2．确定进料状态 3．确定加热剂和加热方式 4．确定冷却剂及其进出、口温度 第三章流程的确定和说明（附以流程简图） 1．流程的说明 2．设置各设备的原因（精馏设备、物料的储存和输送、必要的检测手段、操作中的调节和重要参数的控制、热能利用） 第四章精馏塔的设计计算 1．物料衡算 2．回流比的确定 3．板块数的确定 4．汽液负荷计算（将结果进行列表） 5．精馏塔工艺尺寸计算（塔高塔径溢流装置塔板布置及浮阀数目与排列） 6．塔板流动性能校核（液沫夹带量校核、塔板阻力校核、降液管液泛校核、液体在降液管中停留时间校核以及严重漏液校核） 7．塔板负荷性能图 8．主要工艺接管尺寸的计算和选取（进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、塔底蒸汽管、人孔等） 9．塔顶冷凝器/冷却器的热负荷
化工原理课程设计简易步骤
《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间
目录 1.设计任务书……………………………………………（） 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………（） 3.精馏塔的物料衡算……………………………………（） 4.塔板数的确定………………………………………（） 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………（） 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………（） 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………（） 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………（） 9.精馏段塔高的计算…………………………………（） 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………（） 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………（） 12.精馏段计算结果汇总………………………………（） 13.设计评述……………………………………………（） 14.参考文献………………………………………………（） 15.附件……………………………………………………（） 附件1：附图1精馏工艺流程图………………………（） 附件2：附图2降液管参数图……………………………（）附件3：附图3塔板布孔图………………………………（）
板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明，并 绘制工艺流程图。（图可附在后面） 二、 精馏塔物料衡算：见教材P270 计算出F 、D 、W ，单位：kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据： 查资料或计算确定相平衡数据，并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比： 先求出最小回流比：P 266。再确定适宜回流比：P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法（塔顶采用全凝器）计算理论板层数，并确定加料板位置：P 257-258。（逐板法需先计算相对挥发度） 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数： 估算塔板效率：P 285。（①需知全塔平均温度，可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度，或通过试差确定塔顶、塔底温度，再取算术平均值。②需知相对挥发度，可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压，再按理想溶液计算。） 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’：P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p ：取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t ：查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度，再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm ：由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量，再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ： Lm ρ：用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度，再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ：由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ，再取 平均值。 6. 液体粘度m μ：与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷（Vs 、Ｌs ）计算 V=（R+1）D L=RD
化工原理课程设计报告样本
化工原理课程设计报告样本
《化工原理课程设计》报告 48000吨/年乙醇~水精馏装置设计 年级 专业 设计者姓名 设计单位 完成日期年月日 7
目录 一、概述 (4) 1.1 设计依据 (4) 1.2 技术来源 (4) 1.3 设计任务及要求 (5) 二：计算过程 (6) 1. 塔型选择 (6) 2. 操作条件的确定 (6) 2.1 操作压力 (6) 2.2 进料状态 (6) 2.3 加热方式 (7) 2.4 热能利用 (7) 3. 有关的工艺计算 (7) 3.1 最小回流比及操作回流比 的确定 (8) 3.2 塔顶产品产量、釜残液量及 7
加热蒸汽量的计算 (9) 3.3 全凝器冷凝介质的消耗量9 3.4 热能利用 (10) 3.5 理论塔板层数的确定 (10) 3.6 全塔效率的估算 (11) 3.7 实际塔板数P N (12) 4. 精馏塔主题尺寸的计算 (12) 4.1 精馏段与提馏段的体积流 量 (12) 4.1.1 精馏段 (12) 4.1.2 提馏段 (14) 4.2 塔径的计算 (15) 4.3 塔高的计算 (17) 5. 塔板结构尺寸的确定 (17) 5.1 塔板尺寸 (18) 5.2 弓形降液管 (18) 5.2.1 堰高 (18) 5.2.2 降液管底隙高度h019 7
5.2.3 进口堰高和受液盘 19 5.3 浮阀数目及排列 (19) 5.3.1 浮阀数目 (19) 5.3.2 排列 (20) 5.3.3 校核 (20) 6. 流体力学验算 (21) 6.1 气体通过浮阀塔板的压力 降(单板压降) h (21) p 6.1.1 干板阻力 h (21) c 6.1.2 板上充气液层阻力1h (21) 6.1.3 由表面张力引起的阻 (22) 力h 6.2 漏液验算 (22) 6.3 液泛验算 (22) 6.4 雾沫夹带验算 (23) 7. 操作性能负荷图 (23) 7.1 雾沫夹带上限线 (23) 7
化工原理课程设计报告(换热器)
《化工原理课程设计任务书》（1） 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35℃。 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： 1. 99000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。 一、选定管壳式换热器的种类和工艺流程 1.选定管壳式换热器的种类 管壳式换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。与其他种类的换热器相比，其主要优点是：单位体积具有的传热面积较大以及传热效果较好；此外，结构简单，制造的材料范围较广，操作弹性也较大等。因此在高压高温和大型装置上多采用管壳式换热器。 管壳式换热器中，由于两流体的温度不同，管束和壳体的温度也不相同，因此他们的热膨胀程度也有差别。若两流体的温度差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。根据热补偿方法的不同，管壳式换热器有下面几种形式。
（1）固定管板式换热器 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一些列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，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，以致管子扭弯或是管子从管板上松脱，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，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60-70℃和壳程流体压强不高的情况下。一般壳程压强超过0.6MPa时，补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿作用，就要考虑其他结构。其结果如下图所示： （2）浮头式换热器 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”,所以这种换热器称为浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体约束，因此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。其缺点是结构复杂，造价高。其结构如下： （3） U型管换热器 这类换热器只有一个管板，管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。其结构如下图所示： （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，造价也比浮头式低廉。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理一易挥发、易燃易爆和有毒的介质。其结构如下： 由设计书的要求进行分析: 一般来说，设计时冷却水两端温度差可取为5℃~10℃。缺水地区选用较大的温度差，水资源丰富地区选用较小的温度差。青海是“中华水塔”，水资源 相对丰富，故选择冷却水较小的温度差6℃，即冷却水的出口温度为31℃。T m -t m =80+4025+31 -=32 22 ℃<50℃，且允许压强降不大于50kPa，可选择固定管板式换 热器。 2.工艺流程图 主要说明：由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，所以选定循环水走管程，苯走壳程。如图所示，苯经泵抽上来，经加水器加热后，再经管道从接管C进入换热器壳程；冷却水则由泵抽上来经管道从接管A进入换热器管程。两物质在换热器中进行换热，苯从80℃被冷却至40℃之后，由接管D流出；循环冷却水则从25℃变为31℃，由接管B流出。 二、管壳式换热器的工艺计算和主要工艺尺寸的设计 1.估算传热面积，初选换热器型号 （1）基本物理性质数据的查取
化工原理课程设计任务书
（封面） XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日
目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图：主体设备结构图和花版设计图
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：列管式换热器设计。 二、设计任务：将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d； 三、设计条件：1.处理能力：G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为 20～30℃； 3.允许压降：不大于105 Pa； 4.传热面积安全系数5~15%； 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。 四、设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图（3号图纸）、花板布 置图（4号图纸）。 7.编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务 书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计 算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要 表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。) 备注：参考文献格式： 期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码 专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例：潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京：科学出版社，1996,70～90 陈之瑞，张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29（2）:127～135 1.工艺生产流程： 物料通过奶泵被送入冷却器后，经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出，不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却，直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入，由出口管流出，其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110～115℃，然后进行第一阶段的冷却，冷却到均质温度55～75℃，而后进行均质。无菌均质后，牛奶经过第二阶段的冷却，最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。
天津大学化工原理课程设计
《化工原理》课程设计报告 真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计 学院天津大学化工学院 专业化学工程与工艺 班级 学号 姓名 指导教师
化工流体传热课程设计任务书 专业化学工程与工艺班级姓名学号（编号） （一）设计题目：真空蒸发制盐系统卤水分效预热器设计 （二）设计任务及条件 1、蒸发系统流程及有关条件见附图。 2、系统生产能力：40 万吨/年。 3、有效生产时间：300天/年。 4、设计内容：Ⅱ效预热器（组）第 3 台预热器的设计。 5、卤水分效预热器采用单管程固定管板式列管换热器，试根据附图中卤水预热的温度要求对预热器（组）进行设计。 6、卤水为易结垢工质，卤水流速不得低于0.5m/s。 7、换热管直径选为Φ38×3mm。 （三）设计项目 1、由物料衡算确定卤水流量。 2、假设K计算传热面积。 3、确定预热器的台数及工艺结构尺寸。 4、核算总传热系数。 5、核算压降。 6、确定预热器附件。 7、设计评述。 （四）设计要求 1、根据设计任务要求编制详细设计说明书。 2、按机械制图标准和规范，绘制预热器的工艺条件图（2#），注意工艺尺寸和结构的清晰表达。
设计说明书的编制 按下列条目编制并装订：（统一采用A4纸，左装订） （1）标题页，参阅文献1附录一。 （2）设计任务书。 （3）目录。 （4）说明书正文 设计简介：设计背景，目的，意义。 由物料衡算确定卤水流量。 假设K计算传热面积。 确定预热器的台数及工艺结构尺寸。 核算总传热系数。 核算压降。 确定预热器附件。 设计结果概要或设计一览表。 设计评述。 （5）主要符号说明。 （6）参考文献。 （7）预热器设计条件图。 主要参考文献 1. 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津: 天津大学出版社, 2002 2. 柴诚敬，张国亮. 化工流体流动和传热. 北京: 化学工业出版社, 2007 3. 黄璐，王保国. 化工设计. 北京: 化学工业出版社, 2001 4. 机械制图 自学内容： 参考文献1，第一章、第三章及附录一、三； 参考文献2，第五~七章； 参考文献3，第1、3、4、5、11部分。
化工原理课程设计换热器设计
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：90 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℃。 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 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array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。 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。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。总之，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。 应予指出，热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同，热传递有三种基本方式： 热传导（又称导热）物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。
化工原理课程设计范例
专业：化学工程与工艺 班级：黔化升061 姓名：唐尚奎 指导教师：王瑾老师 设计时间: 2007年1月 前言 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。 筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次设计就是针对水乙醇体系，而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便订正。 目录 一、设计任务 二、方案选定 三、总体设计计算-------------------------------05 3.1气液平衡数据------------------------------ 05 3.2物料衡算------------------------------------- 05 3.3操作线及塔板计算------------------------- 06 3.4全塔Et%和Np的计算----------------------06 四、混合参数计算--------------------------------07 4.1混合参数计算--------------------------------07 4.2塔径计算--------------------------------------08 4.3塔板详细计算-------------------------------10 4.4校核-------------------------------------------12 4.5负荷性能图----------------------------------14 五、筛板塔数据汇总-----------------------------16 5.1全塔数据-------------------------------------16 5.2精馏段和提馏段的数据-------------------17 六、讨论与优化-----------------------------------18 6.1讨论-------------------------------------------18 6.2优化--------------------------------------------18
化工原理课程设计换热器的设计
中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目：煤油冷却器的设计 学院：化学化工学院 班级：化工0802 学号： 1505080802 姓名： ****** 指导教师：邱运仁 时间：2010年9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.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附：化工原理课程设计之心得体会 (30)
§一.化工原理课程设计任务书 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.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.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。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类
化工原理课程设计题目
化工原理课程设计题目 设计题目 １、苯－甲苯混合液常压连续精馏塔设计； ２、甲醇－水混合液的常压连续精馏塔设计； ３、正戊烷-正己烷混合液的常压连续蒸馏塔设计 ４、氯仿（三氯甲烷）－四氯化碳混合液的常压连续蒸馏塔设计；５、正庚烷－正辛烷混合液的常压连续蒸馏塔设计； ６、苯－氯仿混合液的常压连续蒸馏塔设计； ７、苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计。 设计要求 １生产任务 (1) 日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。 (2) 日处理原料量100吨，一天按18小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于90%，釜液中重组分含量不低于90%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。 (3) 日处理原料量120吨，一天按22小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于98%，釜液中重组分含量不低于98%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。
(4) 日处理原料量140吨，一天按24小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于92%，釜液中重组分含量不低于92%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。 (5) 日处理原料量160吨，一天按24小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于94%，釜液中重组分含量不低于94%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。 2、设计内容 （1）实际塔板数的确定，加料板位置的确定，塔高的计算，塔径的计算 （2）塔顶冷凝器的选择计算，（选用列管式换热器） （3）塔底再沸器热量恒算。水蒸气的用量。 （4）原料储存设备和精馏塔之间距离8米，根据物料衡算和能量衡算，选择管路流动路线，管路尺寸，材料，管路中所需泵的型号。（5）主要内容及要求 ①设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型 式进行简要的论述。 ②主要设备的工艺设计计算：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。 ③辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书 一、设计题目：年产万吨苯冷却器的工艺设计 二、设计条件 1.生产能力（2、、3、、4、、5、、6）4 吨每年粗苯 10 2.设备型式：列管换热器 3.操作压力：常压 4.苯的进出口温度：进口 80℃,出口35℃ 5.换热器热损失为热流体热负荷的% 6.. 7.每年按330天计，每天24小时连续生产 8.建厂地址：兰州地区 9.要求管程和壳程的阻力都不大于104Pa, 10.非标准系列列管式换热器的设计 三、设计步骤及要求 1.确定设计方案 （1）选择列管换热器的类型 （2）选择冷却剂的类型和进出口温度 ！ （3）查阅介质的物性数据 （4）选择冷热流体流动的空间及流速 （5）选择列管换热器换热管的规格 （6）换热管排列方式 （7）换热管和管板的连接方式 （8）选择列管换热器折流挡板的形式 （9）材质的选择 2.初步估算换热器的传热面积A 3.{ 4.结构尺寸的计算 （1）确定管程数和换热管根数及管长 （2）平均温差的校核 （3）确定壳程数 （4）确定折流挡板，隔板规格和数量 （5）确定壳体和各管口的内径并圆整 5. 校核 （1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10%,不大于20%. · （2）核算管程和壳程的流体阻力损失 （3）管长和管径之比为6～10 如果不符合上述要求重新进行以上计算. 6. 附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、 补强圈等的选型 7. 将计算结果列表（见下表） 四、设计成果 1. 设计说明书（A4纸）
（1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录 ^ （2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 2. 换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘） 五、时间安排 （1）第十九周～第二十二周 （2）第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟. 六、设计考核 （1）设计是否独立完成； （2）设计说明书的编写是否规范 " （3）工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范 （4）答辩 七、参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版社 2、《换热器设计手册》化学工业出版社 3、化工原理夏清天津科学技术出版社
化工原理课程设计计算示例
化工原理壳程设计计算示例 一浮阀塔工艺设计计算示例 拟设计一生产酒精的板式精馏塔。来自原料工段的乙醇-水溶液的处理量为48000吨/年，乙醇含量为35%（质量分率）原料温度为45℃。 设计要求：塔顶产品的乙醇含量不小于90%（质量分率），塔底料液的乙醇含量不大于0.5%。 一、塔形选择及操作条件的确定 1．塔形：选用浮阀塔 2．操作条件： 操作压力：常压；其中塔顶：1.013×105Pa 塔底：[1.013×105+N（265~530）Pa] 进料状态：饱和液体进料 加热方式：用直接水蒸气加热 热能利用：拟采用釜残液加热原料液 二、工艺流程
三、有关工艺计算 首先，根据题目要求，将各组成要求由质量分率转换为摩尔分率，其后由 2 3971.1/H O kg m ρ=，3735/kg m ρ=乙醇 参考资料（一），查出相应泡点温度及计算平均分子量。 同理求得0.779D x = 0.0002 W x = (1)0.17646(10.176)1822.3/f f f M x M x M kg kmol =+-=?+-?=乙醇水 同理求得：39.81/D M kg kmol =，18.1/D M kg kmol = 1. 最小回流比及操作回流比的确定 由于是泡点进料，x q =x f =0.174过点e(0.174，0.174)作x=0.174直线与平衡线交与点d ，由点d 可以读得y q =0.516，因此， min(1)0.7790.516 0.7690.5160.174 D q q q x y R y x --= = =-- 又过点a （0.779,0.779）作平衡线的切线，可得切点g 由切点g 可读得' 0.55q x =，' 0.678q y =，
化工原理课程设计说明书(换热器的设计)
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
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)
一、设计题目及原始数据（任务书） 1、生产能力：17×104吨/年煤油 2、设备形式：列管式换热器 3、设计条件： 煤油：入口温度140o C，出口温度40 o C 冷却介质：自来水，入口温度30o C，出口温度40 o C 允许压强降：不大于105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行 二、设计要求 1、选择适宜的列管式换热器并进行核算 2、要进行工艺计算 3、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等） 4、编写设计任务书 5、进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。一剖面图，两个局部放大图。设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。） 三、列环式换热器形式及特点的简述 换热器概述 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
化工原理实验传热实验报告
传热膜系数测定实验（第四组） 一、实验目的 1、了解套管换热器的结构和壁温的测量方法 2、了解影响给热系数的因素和强化传热的途径 3、体会计算机采集与控制软件对提高实验效率的作用 4、学会给热系数的实验测定和数据处理方法 二、实验内容 1、测定空气在圆管内作强制湍流时的给热系数α1 2、测定加入静态混合器后空气的强制湍流给热系数α1’ 3、回归α1和α1’联式4 .0Pr Re ??=a A Nu 中的参数A 、a *4、测定两个条件下铜管内空气的能量损失 二、实验原理 间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三个传热过程所组成。由于过程复杂，影响因素多，机理不清楚，所以采用量纲分析法来确定给热系数。 1）寻找影响因素 物性：ρ，μ ，λ，c p 设备特征尺寸：l 操作：u ，βgΔT 则：α=f （ρ，μ，λ，c p ，l ，u ，βgΔT ） 2）量纲分析 ρ[ML -3]，μ[ML -1 T -1]，λ[ML T -3 Q -1]，c p [L 2 T -2 Q -1]，l [L] ，u [LT -1]， βg ΔT [L T -2]， α[MT -3 Q -1]] 3）选基本变量（独立，含M ，L ，T ，Q-热力学温度） ρ，l ，μ, λ 4）无量纲化非基本变量 α：Nu ＝αl/λ u: Re ＝ρlu/μ c p : Pr ＝c p μ/λ βgΔT : Gr ＝βgΔT l 3ρ2/μ2 5）原函数无量纲化 ??? ? ???=223,,μρβλμμρλαtl g c lu F l p 6）实验 Nu ＝ARe a Pr b Gr c 强制对流圆管内表面加热：Nu ＝ARe a 圆管传热基本方程： m t A K t T t T t T t T A K Q ???=-----?=111 22112211 1ln ) ()( 热量衡算方程： )()(12322111t t c q T T c q Q p m p m -=-= 圆管传热牛顿冷却定律： 2 2112211 22211221121 1ln ) ()(ln )()(w w w w w w w w T T T T T T T T A t t t t t t t t A Q -----?=-----?=αα 圆筒壁传导热流量：)] /()ln[)()()/ln(11221122121 2w w w w w w w w t T t T t T t T A A A A Q -----?-?=δλ 空气流量由孔板流量测量：54 .02.26P q v ??= [m 3h -1，kPa] 空气的定性温度：t=(t 1+t 2)/2 [℃]