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题目一：用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书  "处理量为XXX 吨/年 XXXXXXXX 的工艺设计"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
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 10t/h,进口 温度 20 ℃ ，出口温度 40 ℃
三、设计任务
1 合理的参数选择和构造设计
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 构造设计包括壁厚
5 主要进出口管径确实定包括：冷热流体的进出口管
6 流程图〔以图的形式，并给出各局部尺寸〕及构造 尺寸汇总〔以表的形式〕
7 评价之
8 参考文献
一、设计的目的
通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计， 到达让学生了解该换热器的构造特点， 并 能根据工艺要求选择适当的类型， 同时还能根据传热的根本原理， 选择流程， 确定换热器的 根本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
总之，通过设计到达让学生自己动手发展设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。
二、设计的指导思想
1 构造设计应满足工艺要求
2 构造简单合理，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
4 独立完成
四、设计课题工程背景
在石油化工生产过程中，往往需要将各种石油产品〔如汽油、煤油、柴油等〕进 展冷却，本设计以某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 化工过程及设备设计，华南工学院， 1986
2 传热设备及工业炉，化学工程手册第 8 篇， 1987
3 化工设备设计手册编写组. 金属设备， 1975

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4 尾英郎〔日〕等，徐忠权译，热交换设计物册， 1981
5 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业.
六、设计思量题
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那末确定的？
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？比拟其优缺点？ 七 、局部设计问题引导
1 列管式换热器根本型式的选择
2 冷却剂的进出口温度确实定原那末
3 流体流向的选择
4 流体流速的选择
5 管子的规格及罗列方法
6 管程数和壳程数确实定
7 挡板的型式
八、设计辩论指导
1 列管式换热器的型号，可查化工过程及 设备及换热器等书籍。
2 换热器强度设计可化机同学或者教师了解，并参照金属设备等资料
3 绘图可制图教师了解，并参考机械制图，化工制图及制图标准等。
计算例如
某生产过程中，需将 6000kg/h 的油从 140℃冷却至 40℃，压力为 0.3MPa；冷却介质采用循 环水，循环冷却水的压力为 0.4MPa，循环水入口温度 30℃，出口温度为40℃。试设计一台 列管式换热器，完成该生产任务。
1．确定设计方案      〔1〕选择换热器的类型
两流体温度变化情况： 热流体进口温度 140℃， 出口温度 40℃冷流体(循环水)进口温度 30℃， 出口温度 40℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因 素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大， 因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式 式换热器。
〔2〕流动空间及流速确实定
由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。选用ф25× 2.5 的碳钢管，管流速取 ui=0.5m/ s。
2．确定物性数据
定性温度：可取流体进口温度的平均值。

壳程油的定性温度为
管程流体的定性温度为
(℃)
(℃)

-c++课程设计报告
根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
油在 90℃下的有关物性数据如下：
密度    ρo=825 kg/m3
定压比热容    cpo=2.22 kJ/(kg · ℃)
导热系数    λo=0.140 W/(m · ℃)
粘度    μo=0.000715 Pa ·s
循环冷却水在 35℃下的物性数据：
密度    ρi=994 kg/m3
定压比热容    cpi=4.08 kJ/(kg · ℃)
导热系数    λi=0.626 W/(m · ℃)
粘度        μi=0.000725 Pa ·s
3．计算总传热系数 〔1〕热流量
Qo=WocpoΔto=6000×2.22×(140-40)=1.32×106kJ/h=366.7(kW)
〔2〕平均传热温差
(℃)
〔3〕冷却水用量
(kg/h)
〔4〕总传热系数 K
管程传热系数
W/(m · ℃)
壳程传热系数
假设壳程的传热系数αo=290W/(m2 · ℃)；
污垢热阻 Rsi=0.000344 m2 · ℃/W , Rso=0.000172 m2 · ℃/W
管壁的导热系数λ=45W/(m · ℃)
=219.5 W/(m · ℃)
4．计算传热面积
.                                                        z.

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