课程设计案例(供参考)

课程设计案例

一．推荐理由

本课程设计实践环节建立在《机械原理》、《过程原理及设备》和《机械设计》等课程的基础上进行，涉及面广。在强调基本原理的基础上，注重学生对具体问题的解决能力。

这是本专业学生第一次尝试独立设计，是第一次将课程中所学的知识应用于实际设备设计工作的实践活动，对学生的今后专业有较深的影响。

二．案例详细说明

1．概述

本案例，要求学生进行一台换热器的设计和计算。在这一过程中，学生通过应用《过程原理及设备》中知识，对换热器的热工进行计算，确定工艺参数。在此基础了，应用《机械设计》等相关知识，对换热器的结构和强度进行分析计算和设计。采用CAD制图，进行全面掌握材料、机械加工、机械设计等方面的知识。为今后从事本专业工作打下基础。

2．教学的目标和能力要求

教学的目标：是为了进一步巩固和加深课程阶段所学的理论知识、培养独立分析问题和解决问题的能力，使学生对过程装备的设计有一完整、系统的认识，提高学生的科学计算、绘图和使用技术资料的能力，让学生在设计过程中得到系统的训练，培养综合设计的能力。

能力要求：要求学生从某一功能与原理出发，拟定所要设计的设备方案，能进行相关的设计计算，绘设备总图及部分零件图，编写相关计算说明书。能应用CAD进行机械制图。

3．设计任务

（1）设计题目：用水冷却煤油产品的U型管式换热器的设计（四）

（2）设计任务及条件

✓使煤油从150℃冷却到40℃，压力0.1MPa；

✓冷却剂为水，水压力为0.3MPa。

✓处理量为24t/h。

（3）设计内容

✓合理的参数选择和结构设计：

✓传热面积；管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳体直径；

结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口

管传热计算和压降计算，

✓从JB/T4714~4720标准系列中选择一种U型管式换热器规格，再进行复算。

✓对所选出的U型管式换热器，进行详细的设计、强度计算和校核计算。

（4）设计成果

✓设计说明书一份，

✓设计图纸包括：换热器的设备总装图、零件图各一张。

4．设备要求及条件

✓U型管式换热器的模型；

✓相关的标准资料、手册。

5．设计报告范例·············································································目录

一、设计题目 (1)

二、结构数据 (1)

1 设计方案确定 (1)

1.1流体流程的选择 (1)

1.2流体流速的选择 (1)

1.3流体进出口温度的确定 (2)

2 传热面积的初步计算 (2)

2.1 换热器的热负荷及冷却剂的用量 (2)

2.2 有效平均温差 (2)

2.3 传热面积 (3)

3 结构设计及计算 (3)

3.1 管径、管长及管数的确定 (3)

3.2 管程数和管子的排列 (3)

3.3 壳体内径的确定 (4)

3.4 折流挡板的设计 (4)

3.5 换热器进出口管径的确定 (5)

三、换热器的核算 (5)

1 传热系数的计算 (5)

2 壁温的计算 (7)

3 换热器面积的裕度 (7)

4 换热器压降的计算................................................................................... (7)

四、换热器机械强度的核算 (9)

五、换热器局部结构数据 (13)

1 管箱结构 (13)

2 分程隔板 (14)

3 管板厚度 (14)

4 管板与换热管的连接 (14)

5 换热管的中心距 (15)

6 布管限定圆 (15)

7 壳程进出口处的布管 (16)

8 拉杆、定距管 (16)

9 管板管孔 (17)

9.1 钢换热管的管板管孔直径及允许偏差 (17)

9.2 拉杆孔 (17)

9.3 分程隔板槽 (17)

10 管板连接 (18)

11 进出口接管 (19)

12 接管法兰 (19)

13 法兰垫片 (20)

14 管板法兰 (21)

15 折流板 (22)

16 容器支座 (23)

一设计任务书

（从略）

二报告范例

（1）计算书范例（摘自原报告）

（正文第2页）

（正文第7页）

（正文第24页）

（2）图纸范例（摘自原报告）

（3）零件图纸第1稿批改范例