化工原理课程设计
化工原理课程设计
化工原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法，包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等，培养学生分析和解决化工问题的能力。
1.掌握流体的密度、粘度、热导率等物理性质。
2.理解流体力学的基本方程，包括连续方程、动量方程和能量方程。
3.掌握流体流动和压力降的基本理论，包括层流和湍流、管道流动和开放流动等。
4.理解气液平衡的基本原理，包括相图、相律和相变换等。
5.掌握传质过程的基本方法，包括扩散、对流传质和膜传质等。
6.能够运用流体力学基本方程分析流体流动问题。
7.能够计算流体流动和压力降的基本参数，如流速、压力降等。
8.能够分析气液平衡问题，确定相态和相组成。
9.能够运用传质过程的基本方法分析和解决化工问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化工原理学科的兴趣和热情。
2.培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
3.培养学生团队协作和自主学习的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等。
1.流体的物理性质：包括密度、粘度、热导率等，通过实例讲解其测量方法和应用。
2.流体力学基本方程：讲解连续方程、动量方程和能量方程，并通过实例分析其应用。
3.流动和压力降：讲解层流和湍流的特性，分析管道流动和开放流动的压力降计算方法。
4.气液平衡：讲解相图、相律和相变换的基本原理，并通过实例分析气液平衡问题。
5.传质过程：讲解扩散、对流传质和膜传质的基本方法，并通过实例分析传质问题的解决方法。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解流体的物理性质、流体力学基本方程、流动和压力降、气液平衡、传质过程等基本概念和理论。
2.讨论法：通过小组讨论，引导学生主动思考和分析化工问题，提高学生的分析和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际化工案例，使学生更好地理解和应用化工原理，培养学生的实际操作能力。
化工原理课程设计
1.1 课题背景 高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备 之一，它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及 传热的目的，常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸 和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼装置的产品产量、质量、生 产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。 据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。 因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的高度重视。 1.2 问题描述 作为主要用于传质过程的塔设备， 首先必须使气 （汽） 液两相充分接触， 以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑 下列各项要求： （１）生产能力大。在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾 沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。 （２）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大的波动 时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期连 续操作。 （３）流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节 省生产中的动力消耗，以及降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的 压力降还使系统无法维持必要的真空度。 （４）结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过
2.1 操作条件的确定 2.1.1 操作方式（精馏方式） 本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物 和排出残液。与间歇蒸馏相比具有生产能力大，集成度高，可控性好，产品 质量稳定等优点，工业生产中以连续精馏为主，而间歇精馏适合于小规模、 多品种或多组分物系的初步分离。由于所涉浓度范围内苯和氯苯的挥发度相 差较大，因而无须采用特殊精馏。 2.1.2 离心泵的选择 由于化工生产中被输送液体的性质、压强和流量等差异很大，为了适应 各种不同要求，离心泵的类型也是多种多样的。按输送液体的性质可分为清 水泵、耐腐蚀泵、油泵、液下泵、屏蔽泵、杂质泵、管道泵和低温用泵等。 清水泵是 应用最 广的离心泵，在化工生产中 用来输送 各种工业用水 以及物 理、化学性质类似于水的其他液体。故我们采用水泵。 2.1.3 冷凝器的选择 精馏塔顶出来的气相，一般需要用其它冷媒冷疑（如循环水、冷冻水或 冷物料） 。塔顶冷凝装置可采用全凝器、分凝器两种不同的设置。当被冷凝 的气相温度较高及组分较单一且常温下为液态时，一般采用全凝器冷凝，用 循环水做冷媒；当被冷凝的气相温度较高但组分较多且常温下有某组分为气 态或易气化时，一般采用分凝器冷凝，先用循环水做冷媒将气相中沸点较高 的组分冷凝下来，未冷凝气体再用低温冷冻水做冷媒冷凝，即所谓分凝器冷 凝。在这里采用全凝器，因为可以准确的控制回流比。 2.1.4 加热方式的选择
化工原理课程设计完整版
化工原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法，了解化工生产的基本过程和设备，培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解化工原理的基本概念和原理；（2）熟悉化工生产的基本过程和设备；（3）掌握化工计算方法和技能。
2.技能目标：（1）能够运用化工原理解决实际问题；（2）具备化工过程设计和优化能力；（3）学会使用化工设备和仪器进行实验和调试。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对化工行业的认识和兴趣；（3）培养学生对科学研究的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.化工原理基本概念和原理：包括溶液、蒸馏、吸收、萃取、离子交换等基本操作原理和方法。
2.化工生产过程和设备：包括反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等的基本结构和原理。
3.化工计算方法：包括物料平衡、热量平衡、质量平衡等计算方法。
具体教学大纲安排如下：第1-2周：化工原理基本概念和原理；第3-4周：化工生产过程和设备；第5-6周：化工计算方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法，引导学生理解和掌握；2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用化工原理解决实际问题；3.实验法：进行实验操作，培养学生的实践能力和实验技能；4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《化工原理》；2.参考书：相关化工原理的教材和学术著作；3.多媒体资料：教学PPT、视频、动画等；4.实验设备：反应器、换热器、蒸发器、膜分离设备等。
以上教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，考察学生的学习态度和理解能力。
化工原理课程设计柴诚敬
化工原理课程设计 柴诚敬一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握化工原理的基本概念，如流体力学、热力学、传质与传热等；2. 学会运用化学工程的基本原理分析典型化工过程中的现象与问题；3. 掌握化工流程设计的基本方法和步骤，能结合实际案例进行流程分析与优化。
技能目标：1. 能够运用数学工具解决化工过程中的计算问题，如物料平衡、能量平衡等；2. 培养学生运用实验、图表、模拟等方法对化工过程进行研究和评价的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工原理学科的兴趣和热爱，激发学习积极性；2. 增强学生的环保意识，使其认识到化工过程对环境的影响及责任感；3. 培养学生严谨、求实的科学态度，提高其创新意识和实践能力。
本课程针对高年级学生，结合化工原理课程性质，注重理论与实践相结合，旨在培养学生运用基本原理解决实际问题的能力。
教学要求以学生为中心，注重启发式教学，激发学生的主动性和创造性。
课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
通过本课程的学习，使学生能够全面掌握化工原理知识，为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括：1. 化工流体力学基础：流体静力学、流体动力学、流体阻力与流动形态等；参考教材第二章：流体力学基础。
2. 热力学原理及应用：热力学第一定律、第二定律，以及理想气体、实际气体的热力学性质；参考教材第三章：热力学原理及其在化工中的应用。
3. 传质与传热过程：质量传递、热量传递的基本原理，以及相应的传递速率计算；参考教材第四章：传质与传热。
4. 化工过程模拟与优化：介绍化工过程模拟的基本方法，如流程模拟、动态模拟等，以及优化策略；参考教材第五章：化工过程模拟与优化。
5. 典型化工单元操作：分析各类单元操作的基本原理及设备选型，如反应器、塔器、换热器等；参考教材第六章：典型化工单元操作。
教学大纲安排如下：第一周：化工流体力学基础；第二周：热力学原理及应用；第三周：传质与传热过程；第四周：化工过程模拟与优化；第五周：典型化工单元操作。
化工原理课程设计PPT课件
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计 WC
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行
所需要的检测和计量参数。
准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工
艺设计计算。
用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来
表达自己的设计思想和计算结果。
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
二、化工原理课程设计的内容
(1)设计方案简介 (2)主要设备的工艺设计计算 (3)典型辅助设备的选型和计算 (4)工艺流程简图 (5)主体设备工艺条件图
H T h L 0 .4 0 .0 6 0 .3m 4
提馏段
1
LS VS
Lvmm（（提提）） 2
史密斯关联图
C 20
D 4VS u
max C
L V V
C
C2
0
20
0.2
可取安全系数为（安全系数0.6—0.8）
u(0.6~0.8)umax
塔径圆整
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
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化工原理课程设计——筛板精馏塔的设计
化工原理课程设计需要准备的用具
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化工原理课程设计
化工原理课程设计1. 引言化工原理课程设计是化学工程专业本科学生的一门重要课程。
该课程旨在通过实际案例的分析和解决，让学生掌握化工原理的基本知识和应用技能。
本文将介绍化工原理课程设计的目的、内容、方法和评价。
2. 目的化工原理课程设计的目的是培养学生的工程实践能力和解决问题的能力。
通过实际案例的分析和设计，使学生能够应用所学的化工原理知识解决实际问题，提高工程实践能力。
3. 内容化工原理课程设计的内容涵盖了化工过程的基本原理和工艺流程的设计。
以下是化工原理课程设计的主要内容：3.1 化工过程的基本原理在化工原理课程设计中，学生将学习化工过程的基本原理，包括物质的平衡、能量的平衡、动量的平衡等。
学生将掌握化工过程中的质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律等基本原理。
3.2 工艺流程的设计在化工原理课程设计的过程中，学生将学习如何设计化工工艺流程。
学生将通过分析化工原料的性质和工艺要求，选择适当的反应器类型、控制参数等，设计出满足工艺要求的化工工艺流程。
4. 方法化工原理课程设计采用项目驱动的教学方法。
以下是化工原理课程设计的方法：4.1 实践项目学生将参与实际的化工工程项目，通过实际操作和实验，了解化工工艺的实际应用和操作流程。
学生将在实践中学习化工原理知识，提高解决问题和分析能力。
4.2 课程讲解和案例分析教师将通过课堂讲解和案例分析，介绍化工原理的基本概念和原理。
学生将通过分析和讨论实际案例，掌握化工原理的实际应用方法。
5. 评价化工原理课程设计的评价主要包括学生项目报告的评分和学生的学术表现。
以下是化工原理课程设计的评价指标：5.1 项目报告评分学生将根据课程设计项目的要求，提交相应的设计报告。
教师将对学生的设计报告进行评分，评估学生的设计能力和分析能力。
5.2 学术表现除了项目报告的评分外，教师还将评估学生的学术表现。
学生的学术表现包括参与课堂讨论、提出问题和解答问题的能力等。
6. 总结化工原理课程设计是化学工程专业学生培养工程实践能力和解决问题能力的重要课程。
化工原理课程设计
化工原理课程设计
化工原理课程设计是化工类专业学生进行的重要学科实践之一。
以下是化工原理课程设计的设计要点和步骤：
1. 设计目标
设计之前，需要先确定设计目标和要求。
设计目标是设计的核心，影响着整个课程设计过程。
设计目标通常包括实现的工艺流程、化学反应原理、环境保护、经济性等方面的要求。
2. 计算过程
计算过程是课程设计中的重要部分。
具体包括：物料平衡、能量平衡、流量计算、设备选择、操作模式等设计内容。
针对不同的化工过程，设计者需要确定其具体计算过程，包括物质计算、反应热计算、设备参数计算等。
3. 设备选型
设备选型必须充分考虑工艺、工情参数。
应包括其物理、化学性能、结构形式、操作特点和精度等因素。
4. 安全措施
化工原理课程设计中的安全措施是至关重要的设计要点。
设计者需要对可能发生的危险或任何异常情况进行充分的防范，并在设计过程中设定预防措施和应急方案。
5. 材料运输、存储条件及成本
材料的运输、存储也是重要的设计要点。
需要考虑材料的物理性质、化学性质以及材料运输和存储的安全措施，并充分考虑成本问题。
6. 结果展示
化工原理课程设计中的结果展示是对整个设计的汇总总结，需要对流程、操作、设备、工艺以及经济性进行全面展示。
展示形式可以包括实验报告、设计报告、模拟演示等。
化工原理课程设计旨在培养学生的综合实践能力，充分发挥学生的创新和实践能力。
在完成设计过程中，学生需要充分考虑工艺、安全、环保和经济等多方面的因素。
化工原理课程设计
化工原理课程设计（一）——碳八分离工段原料预热器设计学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：왕위징时间：2012.07.08目录一、设计任务书 (3)二、概述及设计方案简介 (4)1.碳八芳烃分离工艺简介 (4)2.换热器简介 (4)三、设计条件及主要物性参数 (7)1.设计条件 (7)2.主要物性参数 (7)四、工艺设计计算 (9)1.估算传热面积 (9)2.选择管径和管内流速 (11)3.选取管长、确定管程数和总管数 (12)4.平均传热温差校正及壳程数 (13)5.传热管排列 (14)6.管心距 (15)7.管束的分程方法 (15)8.壳体内径 (16)9.折流板和支承板 (16)10.其它主要附件 (17)11.接管 (17)五、换热器核算 (17)1.热流量核算 (17)2. 传热管和壳体壁温核算 (24)3. 换热器内流体阻力计算 (26)六、设计自我评述 (31)七、参考文献 (32)八、主要符号表 (32)八、附录 (33)附录1 工艺尺寸图 (33)附录2工艺流程图 (34)一、设计任务书化工原理课程设计任务书姓名：王亮班级：化工101碳八分离工段原料预热器设计冷流体：液体（流量15Koml/h）组成摩尔分率乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯18% 18% 40% 24%加热水蒸气压力为122Kg cm/由20℃加热到162℃要求管程和壳程压差均小于50KPa,设计标准式列管换热器二、概述及设计方案简介1.碳八芳烃分离工艺简介碳八芳烃分离即C8芳烃分离，根据工业需要将碳八芳烃分离成单一组分或馏分的过程。
C8芳烃分离的主要目的是活的经济价值较高的对二甲苯和邻二甲苯。
因此，C8芳烃分离有常常与碳八芳烃异构化结合在一起，以获得更多的对、邻二甲苯。
在个别情况下，也要分离出高纯度的乙苯、苯乙烯。
各种C8芳烃间沸点很接近难以用一般的精馏方法分离，各种C8芳烃沸点如表所示。
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安阳工学院课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：列管式换热器院系：化学与环境工程学院学生姓名：赵安顺学号：201005020025专业班级：应用化学一班指导教师：路有昌列设计一台列管式换热器一、设计任务及操作条件(1)处理能力 2.5×105 t/a热水(2)设备型式列管式换热器(3)操作条件①热水:入口温度80℃,出口温度60℃.②冷却介质:循环水,入口温度32℃,出口温度40℃.③允许压降:不大于105Pa.④每年按300天计算,每天24小时连续运行.二、设计要求及内容(1)根据换热任务和有关要求确认设计方案;(2)初步确认换热器的结构和尺寸;(3)核算换热器的传热面积和流体阻力;(4)确认换热器的工艺结构.摘要：通过对列管式换热器的设计，首先要确定设计的方案，选择合适的计算步骤。
查得计算中用到的各种数据，对该换热器的传热系数传热面积工艺结构尺寸等等要进行核算，与要设计的目标进行对照是否能满足要求，最终确定换热器的结构尺寸为设计图纸做好准备和参考，来完成本次课程设计。
关键词：标准方案核算结构尺寸目录一.概述 (4)二.方案的设计与拟定 (4)三.设计计算 (8)3.1确定设计方案 (9)3.1.1选择换热器的类型 (9)3.1.2流动空间及管子的确定 (9)3.2确定物性数据 (9)3.3初选换热器规格 (10)3.3.1热流量 (10)3.3.2冷却水用量 (10)3.3.3平均温度差 (10)3.3.4换热器规格 (11)3.4核算总传热系数 (11)3.4.1计算管程传热系数 (11)3.4.2 计算壳程传热系数 (12)3.4.3 确定污垢热阻 (13)3.3.4 总传热系数 (13)3.5计算压强降 (14)3.5.1计算管程压强降 (14)3.5.2计算壳程压强降 (14)3.6换热器的主要结构尺寸和计算结果 (16)四．设计小结及心得 (17)五．参考文献 (20)六．附录：符号说明 (21)一.概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。
列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
二.方案设计和拟订根据任务书给定的冷热流体的温度，来选择设计列管式换热器中的固定管板式换热器；再依据冷热流体的性质，判断其是否易结垢，来选择管程走什么，壳程走什么。
在这里，冷水走管程，热水走壳程。
从手册中查得冷热流体的物性数据，如密度，比热容，导热系数，黏度。
计算出总传热系数，再计算出传热面积。
根据管径管内流速，确定传热管数，标准传热管长为3m，算出传热管程，传热管总根数等等。
再来就校正传热温差以及壳程数。
确定传热管排列方式和分程方法。
根据设计步骤，计算出壳体内径，选择折流板，确定板间距，折流板数等，再设计壳程和管程的内径。
分别对换热器的热量，管程对流系数，传热系数，传热面积进行核算，再算出面积裕度。
最后，对传热流体的流动阻力进行计算，如果在设计范围内就能完成任务。
根据固定管板式的特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。
U形管式特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。
管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
浮头式特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。
我们设计的换热器的流体是冷热水，不易结垢，再根据造价低，经济的原则我们选用固定管板式换热器。
根据以下原则：(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
我们选择冷水走管程，热水走壳程。
流体流速的选择：增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。
但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。
所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。
此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。
例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。
管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。
这些也是选择流速时应予考虑的问题。
管子的规格和排列方法：选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。
易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。
我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25×2.5mm及φ19×2.0mm两种规格的管子。
在这里，选择φ19×2.0mm管子。
管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。
长管不便于清洗，且易弯曲。
一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。
此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。
在这次设计中，管长选择2m。
管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，等边三角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。
正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于壳程流体易产生污垢的场合；但其对流传热系数较正三角排列时为低。
正方形错列排列则介于上述两者之间，即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。
在这里选择三角形排列。
管子在管板上排列的间距 (指相邻两根管子的中心距)，随管子与管板的连接方法不同而异。
通常，胀管法取t=(1.3～1.5)do，且相邻两管外壁间距不应小于6mm，即t≥(d+6)。
焊接法取t=1.25do。
管程和壳程数的确定当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时，有时会使管内流速较低，因而对流传热系数较小。
为了提高管内流速，可采用多管程。
但是程数过多，导致管程流体阻力加大，增加动力费用；同时多程会使平均温度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面积减少，设计时应考虑这些问题。
列管式换热器的系列标准中管程数有1、2、4和6程等四种。
采用多程时，通常应使每程的管子数大致相等。
根据计算，管程单程，壳程为单程。
折流挡板：安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的速度，使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数。
最常用的为圆缺形挡板，切去的弓形高度约为外壳内径的10～40％，一般取20～25％，过高或过低都不利于传热。
两相邻挡板的距离(板间距)h为外壳内径D的(0.2～1)倍。
系列标准中采用的h值为:固定管板式的有150、300和600mm三种，板间距过小，不便于制造和检修，阻力也较大。
板间距过大，流体就难于垂直地流过管束，使对流传热系数下降。
这次设计选用圆缺形挡板。
换热器壳体的内径应等于或稍大于(对浮头式换热器而言)管板的直径。
初步设计时，可先分别选定两流体的流速，然后计算所需的管程和壳程的流通截面积，于系列标准中查出外壳的直径。
主要构件的选用：（1）封头封头有方形和圆形两种，方形用于直径小的壳体(一般小于400mm)，圆形用于大直径的壳体。
（2）缓冲挡板为防止壳程流体进入换热器时对管束的冲击，可在进料管口装设缓冲挡板。
（3）导流筒壳程流体的进、出口和管板间必存在有一段流体不能流动的空间(死角)，为了提高传热效果，常在管束外增设导流筒，使流体进、出壳程时必然经过这个空间。
（4）放气孔、排液孔换热器的壳体上常安有放气孔和排液孔，以排除不凝性气体和冷凝液等。
（5）接管尺寸换热器中流体进、出口的接管直径由计算得出。
最后材料选用：列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。
在高温下一般材料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。
同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。
目前常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等；非金属材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。
不锈钢和有色金属虽然抗腐蚀性能好，但价格高且较稀缺，应尽量少用。
这里选用的材料为碳钢。
三.设计计算3.1确定设计方案3.1.1 选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度80℃，出口温度60℃；冷流体（循环水）进口温度32℃，出口温度40℃。
该换热器用循环冷却水冷却，热流体为热水，为不易结垢和清洁的流体。
由于冷热流体温差小于50摄氏度，因此初步确定选用不带膨胀节的固定管板式换热器。
3.1.2 流动空间及管子的选用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，热水走壳程。
选用19×2.0的碳钢管3.2确定物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值。
壳程热水的定性温度为 T=26080+=70（℃） 管程流体的定性温度为 t=24032+=36 (℃) 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
水在70℃下的有关物性数据如下：密度 30/8.977m kg =ρ定压比热容℃kg kJ c p ⋅=/(178.40）导热系数 0λ=0.6676W/(c m ︒⋅)黏度 s Pa ⋅⨯=-501061.40μ循环冷却水在36℃下的物性数据：密度 3/994m kg i =ρ定压比热容℃kg kJ c pi ⋅=/(174.4） 导热系数 ）℃m W i ⋅=/(626.0λ 黏度 s Pa i ⋅⨯=-51018.72μ3.3初选换热器规格3.3.1按管外热水计算热负荷Q0w =24300102.58⨯⨯=3.472×104 (kg/h) =-⨯⨯==)6080(178.4347200000t c w Q p 8.0594×105w3.3.2 冷却水用量s /31.24)3240(10174.48059403kg t c Q w i pi o i =-⨯⨯=∆=3.3.3 平均传热温差℃t t t t t m 64.3332604080ln )3260()4080(ln 2121'=-----=∆∆∆-∆=∆ 5.2-t 1221=-=t T T R 167.0-1112=-=t T tt P 由R 和P 查表得7259.0=∆t ϕ>0.8故壳程应选单程则6.33'=∆=∆∆t m m t t ϕ4×0.9725=32.71℃3.3.4 初选K=c m 0582o w ⋅初选换热器规格如下 壳径D 500㎜ 公称面积S 29㎡ 管程数p N 2 管数n 256 管长L 2m管子直径 mm .0219⨯φ（不锈钢） 管子排列方法 正三角形法 换热器实际面积o O d S π2256=×（L-0.1）=128×3.14×0.019×1.9=29.02㎡ 换热器要求的总传热系数mO O t S QK ∆==849w/（㎡·C O )3.4 核算总传热系数3.4.1 计算管程对流传热系数i α 因为s kg W 13.24i =h m W V iii /0243.099413.243===ρ 2260.0150.0785.02814225622=⨯⨯=⨯⨯=i i d A π㎡585.4626.01728.0174.4102.20138101728.09941.075150.0 1.0752260.00243.043-=⨯==⨯=⨯⨯⨯=====i i pi ri iii i ei I i i C P u d R s m A V u λμμρ（湍流）当液体被加热时 n=0.4 则()c m w P Rd ri ei iii o 24.08.044.08.04248585.4102.20138150.0626.0023.0023.0⋅=⨯⨯⨯==λα3.4.2 计算壳程对流传热系数o α 换热器中心附近管排中流体流通截面积为5601.0250.0190.0-15.0.150-1=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=t d hD A o O ㎡式中 h ——折流挡板间距取150㎜t ——管中心距，对mm .0219⨯φ的管子，t=25㎜ 因为s kg W o 645.9= 所以s m A V u s m W V O o ooo 632.00156.000986.060098.08.977645.9o 3======ρ由正三角形排列,得()()cm d R Cp u d md d t d o ooeoo o o o o o oo e o o o e ⋅=⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯==⨯=⨯⨯⨯===⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2310.5543155.0o o6343-2222w 5556 1.02.54102.190.01440.66760.36Pr Re36.0101102e 54.26667.04061.0178.4Pr 1019.2104061.08.977632.01440.0Re 1440.0190.014.3190.0785.0-250.02344-234μϕλααλμμρππ却，故可用下式计算范围内，且因液体被冷—在因为3.4.3 确定污垢热阻w c m Rs Rs o i o 24-1072.1⋅⨯==3.4.4 总传热系数碳钢的导热系数()c m w w o 17⋅=λ所以()cm d dd d Rs d bd Rs K ii oi o i m w o o OO o 24-4-w 1001154248191519101.721717190.002101.7255561111⋅=⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+=++++=αλα 则该换热器的安全系数为7.9%1%100849849-1001=⨯ 所选换热器安全系数在10%-25%之间，因此则该换热器传热面积的裕度符合要求，所选换热器规格符合要求。