化工原理课程设计全套（包括图纸）

化工课程设计说明书massachusettsinstituteoftechnology这里不能上传cad的文件，只好将图纸打包到网盘里面了：一.目的培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础理论和基本知识去完成某项单元操作设备设计任务的实践能力。二.目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的。三.题目固定管板式冷却器的设计四.设计条件管程和壳程的压力均不大于0。6MPa，管程和壳程的压力降均不大于30KPa。被冷却的物料为己烷，物料从正常温度(1T)被冷却，出口温度(2T)自定。冷却剂为自来软水，进口温度为30C(1t)，出口温度(2t)自定。五.设计步骤1.方案设计(1)冷却剂的选用：自来软水(2)换热器型式的选择：固定管板式(3)流体壳程的选择：自来软水走管程，己烷走壳程(4)流体流动方向的选择：双管程+单壳程2.工艺设计(1)查出己烷的正常沸点(进口温度)1T=68.74C(2)选定己烷的出口温度2T=44C(3)选定冷却剂的出口温度2t=38C(4)计算逆流传热的平均温度差1212lnmttttt逆=3868.7438ln4430（68.74）（44-30）=21.28Co(5)校正传热平均温度差122168.74443.0933830TTRtt211138300.206568.7430ttPTt由(,)RPφ查表得φ=0.93，因为0.850.930.95，满足要求。由此得：mmtt折逆φ0.9321.28=19.79Co(6)计算定性温度mmTt和12mT121（T+T）=（68.74+44）=56.37C2o12mt121（t-t）=（30+38）=34C2o(7)查出物料和冷却剂的物性参数物料名称己烷质量流量11400/mqtd比热容12428.34pCJkgk粘度0.00023pasµ密度3624.89/kgmρ导热系数110.1047wmkλ查出冷却剂的物性参数密度3994.3/kgmρ粘度0.00074pasμ比热容114174pCJkgk导热系数110.6248wmkλ(8)计算热负荷112428.34mpQqc1214001000（T-T）=（68.74-44）=973473.64J/S243600(9)根据总传热系数K的大致范围，初选总传热系数0K=470W/(2mk)(10)初算传热面积0S200973473.64104.6447019.79mQSmKt折(11)根据工艺条件，选取公称压力PN=1.0MPa(12)根据流体物性，选定换热管材为：碳素钢(13)由初算传热面积0S和选定的公称压力PN，根据管壳式换热器行业标准JB/T4715-92，初定换热器的工艺尺寸：1.从行标中直接查取计算换热面积：S=109.32m2.公称直径DN取600mm(卷制圆筒，圆筒内径为公称直径)3.管长L=4500mm4.管壁壁厚bmm：0Фd：Φ192mm5.总管数：n=4166.中心排管数：Nc=237.管程流通面积iA=0.03682m8.管子排列方式：正三角形9.管心距：t=25mm10.管程数：PN=211.壳程数：SN=112.折流板间距：h=300mm13.折流板型式：25﹪圆缺形14.计算冷却剂的流量22973473.6429.153/4174mpQqkgsc21（t-t）（38-30）15.计算管程流速iu29.1530.7967/994.30.0368miiiqusAρ因为0.50.79673m/s，所以满足要求。16.计算管程对流传热系数iaNu=0.0230.8RePrnia=0.023iiud0.8niPdC（）（）ρμλμλ自来水被加热，n取0.4，代入数值：0.6248994.30.0230.0150.000742ia0.80.40.0150.796741740.000742（）（）0.6248=4197.87/w2（m.k）17.计算壳程当量直径ed和流速0u342ed200（t-d）4d=3420.01727m22（0.025-0.019）40.01900((.623.019AhDNcd2)=0.3）=0.0489m00000140010000.53/243600624.890.0489vmqqumsAA因为0.20.531.5m/s，所以满足要求。18.计算壳程对流传热系数0aNu=0.36Re0.551/3RePr0.14w（）。物料被冷却，0.14w（）取0.95，将数值代入上式：000.36eeduad0.14pwc（）（）（）0.10470.360.950.0172710.5530.017270.53624.892428.340.00023（）（）0.000230.1047=947.726w/(2mk)19.根据冷热流体的性质及温度，在(GB151-99P140-141)选取污垢热阻0ddiRR和2200.000176/0.000176/didRmkmRmkm20.计算总传热K'000000111didiimdddbRRKaddda'其中的确定：TSm=1/2(mTmt)，然后查表，利用内差法得到=51.5411wmk000.0190.0150.01690.019lnln0.015imidddmdd110.0190.0190.0020.01910.0001760.0001764197.870.0150.01551.540.0169947.726K'解出k'=555.74w/(2mk)21.由k'计算传热面积S'973473.6488.4946555.7419.79mQSmKt折''22.因为109.388.49460.1903519.04109.3SSS'﹪，15﹪〈19.04﹪〈25﹪，所选换热器能完成任务。23.核算压力降20.0150.7967994.3Re16010.050.0007420.000150.000150.010.0153iiiitspdumduPFNN2i管内取绝对粗糙度则查图得=0.0419uL管程压力降（+1.5）d22对于ф19mm2mm的换热器，结构校正系数tF=1.4，21psNN，代入数值：2994.30.796731.5212iP24.5994.30.7967（0.0419+1.5）0.0152=16161.26Pa=16.16126KPa因为10KPa〈16.16126KPa〈30KPa，故符合要求。管外Re=0.017270.53624.8924881.990.00023eedu折流板数0.14.50.11140.3bLNh壳程压力降0ssPFN12（P+P）''20.2281000.55Re232ccPFfNFfN0Bu（N+1），其中，，'。代入数值得：10.5524881.99P2-0.228624.890.53（14+1）232'=7538.35Pa202BupN2h（3.5-）D2'203075.01Pa220.3624.890.53（3.5-）0.62对于液体sF=1.150ssPFN12（P+P）''=（7538.35+3075.01）1.151=12205.37Pa=12.20537KPa因为10KPa〈2.20537KPa〈30KPa，故符合要求。3.结构设计（1）圆筒厚度查GB151-99P21表8得圆筒厚度为：8mm（2）椭圆形封头查JB/T4737-95，椭圆形封头与圆筒厚度相等，即8mm公称直径DN（mm）曲面高度1h（mm）直边高度2h（mm）碳钢厚度δ（mm）内表面积A2m容积V2m质量mkg6001502580．43740．035327．47（3）管箱短节厚度查GB151-99P20，管箱短节厚度与圆筒厚度相等，即8mm（4）压力容器法兰(甲型)DNDD1D3d螺柱规格数量质量6007306906454023M202428.62（5）膨胀节因为72.7153772.7153735.71550,mmmmTCtCTtCCCC所以不需设置膨胀节（6）管板查（《化工单元设备设计》P25-27）得固定管板式换热器的管板的主要尺寸：公称直径D1D3D4Dbcd螺栓孔数质量kg6007306905986453610232877(7)分程隔板公称直径DN/mm隔板最小厚度/mm碳素钢6008（8）分程隔板两侧相邻管中心距25tmm,019dmm,01.2523.7525dmmmm换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径,所设计的换热器不用机械方式清洗,采用正三角形排列换热器外径d/mm19换热器中心距S/mm25分程隔板槽两侧相邻管中心距nS/mm38(9)布管限定圆换热器型式iD/mm3b/mm布管限定圆直径LD/mm固定管板式6008584(10)拉杆的直径、数量和尺寸拉杆公称直径nd/mm数量基本尺寸拉杆直径d/mmaL/mmbL/mmb/mm12419152.0（11）拉杆孔12ndmm,21.51.51218nldmm（12）换热管与管板的连接换热管规格外径壁厚/mm换热管最小伸出长度最小坡口深度3l/mm1l/mm1921.52（13）折流板的厚度和外径公称直径DN/mm换热管无支跨距l300mm(折流板或支撑板的最小厚度)折流板名义外直径/mm折流板外直径允许偏差6004595.500.8（14）接管已烷液体进出口接管的直径计算14414001000128.4360024624.893.142sVdmmu采用1594.5mm热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为124140010001.82/243600624.893.140.15ums冷却水进出口接管2d,取2u=2m/s,则229.153193.1994.33.142dmm采用1334mm热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为:2229.1531.77/3.14994.30.1931ums（15）管法兰管子直径1A/mm法兰内径1B/mm螺栓孔中心圆直径K/mm公称直径DN/mm螺栓孔直径L/mm螺栓孔数量n法兰外径D/mm法兰厚度C/mm法兰理论重量kg自来水进出口159161240150228285207.61已烷进出口219222295200228340249.24（16）防冲板或导流筒因为水u=3.0m/s，己烷222./223088.1627smkgV,所以管程和壳程都不设防冲板或导流筒。（17）鞍式支座(BI型)（18）组装尺寸也许你最后也没能环游世界，可是你在实现梦想的途中找到了自己。那是能够为了一个目标默默努力的自己，不抱怨，不浮躁，不害怕孤单，沉默却又努力的自己。说不定你想要苦苦追寻的梦想，已经握在你手中了。我们会觉得焦虑，无非因为现在的我们，跟想象中的自己很有距离，不喜欢现在的自己。只有拼命地想办法去改变，只有马上行动起来，因为这个事情只有你自己能做到，只有你自己能找到出口。不要害怕改变，那些真正爱你的人会理解你，会包容你的缺点，接受你的改变，祝福你的未来。而那些说你变了的人，不用理会他们，那只是因为你不再按照他们想要的生活轨迹生活而已。记住那些一直陪着你的人、懂你沉默的人，忘掉那些说你变了、远离你的人。事实上，你不会发现自己有多强大，直到有一天你发