化工原理课程设计塔顶冷却器设计
苯精馏塔塔顶冷却器课程设计说明书
化工原理课程设计说明书设计题目：苯精馏塔塔顶冷却器班级：姓名：指导教师：完成日期：2015.1.10摘要苯精馏塔塔冷却器是帮助苯散热的一个装置。
本次课程设计采用浮头式换热器来实现苯精馏塔塔冷却。
在设计中，主要以循环水为冷却剂，在给定的操作条件下对苯精馏塔塔冷却器进行设计。
本设计的内容包括：1、设计方案的确定：换热器类型的选择、流动空间的选择等。
2、换热器的工艺计算：换热器面积的估算、换热器工艺尺寸的计算、换热器的核算等。
3、操作条件图等内容。
关键词：苯；循环水；换热器；传热第1章绪论1.1换热器技术概况换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
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。
换热器是化学、石油化学及石油炼制工业中以及其他一些行业中广泛使用的热量交换设备，他不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在此化工生产中占有重要的地位。
1.2换热器的发展二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。
以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。
二十世纪30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。
接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。
二十世纪30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。
在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。
二十世纪60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紫凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
自二十世纪60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。
化工原理课程设计换热器煤油冷却器的设计任务书-应用化学091班第三组-XXX-094046001.doc
化工原理课程设计题目名称：煤油冷却器的设计学院（部）：包装与材料工程学院专业：应用化学学生姓名：班级：091班学号指导教师姓名：刘敏职称副教授最终评定成绩：2012年 06 月摘要换热器的应用贯彻化工生产过程的始终，换热器换热效果的好坏直接影响化工生产的质量和生产效益。
所以换热器是非常重要的化工生产设备,在化工领域中，它扮演着主力军的身份，它是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，在化工设备中占大约50%以上的比重。
既然换热器在化工生产中扮演如此重要的角色，那么如何设计出换热效果好，设备健全合理，三废排放量更低，能源利用率更高，经济效益高的换热器是我们从事化工行业工作人员刻不容缓的职责。
为了完成25000 kg/h煤油的生产任务，设计换热器的总体思路：在正常的生产过程中，利用塔底的釜残液作为加热介质在塔底冷却器中进行第一次预热，然后用少量的水蒸汽便可在预热器中使原料液达到预期的温度进入精馏塔中。
塔顶煤油蒸汽经过全凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体。
最后，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到40℃输送到储装罐中。
关键词：冷却器；再沸器；全凝器；对流传热系数；列管式换热器目录第一章前言 (1)第二章方案设计说明 (1)2.1 换热器的选型 (1)2.1.1 换热器的分类 (1)2.1.2 间壁式换热器 (1)2.1.3 管壳式换热器 (2)2.1.4 换热器的选型 (2)2.2 材质的选择 (2)2.3 换热器其他结构设计 (3)2.3.1 管程机构 (3)2.3.2 壳程结构 (3)2.3.3换热器材质的选择 (3)第三章列管式换热器的设计计算 (4)3.1 确定设计方案 (4)3.1.1 选择换热器类型 (4)3.3.2 流动空间及流苏确定 (4)3.2 确定物性参数 (4)3.3 计算总传热系数 (5)3.3.1 热流量 (5)3.3.2 平均传热温差 (5)3.3.3 冷却水用量 (5)3.3.4 总传热系数 (5)3.4 计算传热面积 (6)3.5 工艺结构尺寸 (6)3.5.1 管径和管内流速 (6)3.5.2 管程数和传热管数 (6)3.5.3 平均传热温差校正及壳程 (7)3.5.4 传热管排列和分程方法 (7)3.5.5 壳体内径 (7)3.6.6 折流板 (8)3.5.7 接管 (8)3.6 换热器核算 (8)3.6.1 热量核算 (8)3.6.2 换热器内流体的流动阻力 (10)第四章计算结果一览表 (12)结论 (13)参文文献 (14)附录1 油冷却器的设计任务书 (15)附录2 符号说明 (16)第1章前言化工原理课程设计，是将所学的化工原理理论知识联系实际生产的重要环节。
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔顶全凝器设计
课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计题目：乙醇-水精馏塔顶全凝器设计学生姓名：学号： 20082171030系别：专业班级：指导老师：2010年12月换热器设计任务书班级姓名学号20082171030一、设计题目乙醇——水精馏塔顶全凝器的设计二、设计任务及操作条件1、处理能力28800吨/年2.、单位产量4000kg/h3、设备型式列管式换热器4、操作条件（1）乙醇蒸汽：入口温度75℃，出口温度65℃。
（2）冷却介质：循环水，入口温度25 ℃，出口温度45 ℃。
（3）允许压降：不大于101.3kpa。
（4）进料液中含乙醇70%；塔顶产品中乙醇的含量不低于99.6%；塔底产品中乙醇的含量不高于0.01%；（5）乙醇蒸汽定性温度下的物性数据：＝754.2kg/m3ρh＝0.523mPa·Sμhc＝2.64KJ/(Kg·℃)pcλ＝0.46w/(m·℃)(5)每年按300天计，每天24小时连续运行。
三、完成设备图一张。
（A3，CAD）目录1.设计方案简介 (4)1.1确定设计方案 (4)1.1.1换热器的选型 (4)1.1.2流动空间安排、管径及流速的确定 (4)1.2确定流体的定性温度、物性数据 (4)2.工艺流程草图及其说明 (6)3.工艺计算及主体设备设计 (6)3.1计算总传热系数 (6)3.1.1计算热负荷Q (6)3.1.2平均传热温差先按纯逆流算 (7)3.1.3 冷却水用量 (7)3.1.4 计算总传热系数K (7)3.2计算传热面积 (8)3.3工艺结构尺寸 (8)3.3.1管程数和传热管数 (8)3.3.2传热管排列和分程方法 (9)3.3.3壳体内径 (9)3.3.4折流板 (9)3.4换热器核算 (9)3.4.1热量核算 (9)3.4.2计算流动阻力 (11)4.辅助设备的计算及选型 (13)接管 (13)5.换热器主要结构尺寸和计算结果 (13)表3换热器主要结构尺寸和计算结果 (14)6. CAD绘制设备附属图(见附图) (15)结论 (16)符号说明 (17)参考文献 (18)1.设计方案简介1.1确定设计方案1.1.1换热器的选型两流体温度变化情况：塔顶热流体（乙醇蒸汽）进口温度75o C，出口温度65o C。
乙醇水精馏塔顶产品冷凝器的设计
-目录一．设计任务书 (2)二．计算1.工艺流程及草图 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔顶温度的计算 (4)4.塔板数的确定 (6)换热器的设计三．1.初选换热器的选型 (8)2.工艺流程及草图说明 (9)3.工艺计算及主体设备设计 (9)4.初选换热器的规格 (10)5.换热器的核算 (11)6.传热管排列和分程方法 (13)7.辅助设备的设计 (17)四．换热器这要结构及尺寸和计算结果表1.计算结果表2.CAD绘制设备辅助图五．结论六．符号说明七．参考文献1第一章任务书1.1 化工原理课程设计任务书一、设计题目：A：乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计二、原始数据：1、年处理产量：9万吨2、原料液温度：30℃3、原料液浓度（乙醇质量百分数）：38%4、产品浓度：塔顶乙醇含量不小于95%；塔底乙醇含量不大于0.5%（乙醇质量百分数）5、精馏塔顶压强：4kpa(表压)6、塔顶采用全凝器，泡点回流。
7、冷却水温度：入口温度25℃2（表压）、饱和水蒸汽压力：3kgf/cm85Pa ≤100.7 kPa ≤；换热器：允许压降9、塔：单板压降10、设备形式：换热器——列管式换热器11、厂址：12：每年按320天运行，每天按24小时计三、设计内容A：1、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；2、换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积；3、换热器的主要结构尺寸设计；4、主要辅助设备选型；四、设计成果1、设计说明书一份。
内容包括：①目录；②设计题目及原始数据(任务书)；③设计方案的说明和论证；④设计过程的有关计算和数据汇总；2⑤主体设备设计计算及说明；⑥附属设备的选择⑦参考文献；⑧后记及其它。
对设计过程的评述和有关问题讨论。
2、设计图及其他B：①工艺流程图、冷凝器装备图各一张。
五、设计时间安排：2周六、班级与分组说明：1、人数：2011化工共16人。
分组：每2人为一小组，共8个小组。
2、任务说明：①每小组中甲、乙两同学共同完成流程选择和物料衡算之后，再分别按照A、B 设计任务完成设计，其中B组所用原始数据同A组或以A组所求相关数据作为原始数据。
化工原理 列管式冷却器的设计
化工原理课程设计题目：列管式换热器的设计系别：化学与化工系班级：10化本学号：姓名：组别：第六组（日期：2012 年7月12 日任务书一、设计题目：列管式冷却器设计二、设计任务1、处理能力：t/年煤油2、设备型号：列管式换热器3、操作条件：被冷却液 :入口温度80℃，出口温度30℃冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度不大于50℃允许压降：不大于105Pa每年按330天计三、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（设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。
）目录一、设计方案 (5)⒈换热器的选择 (5)2．流动空间及流速的确定 (5)二、物性数据 (5)三、计算总传热系数： (6)1. 热流量 (6)2. 平均传热温差 (6)3. 冷却水用量 (6)4. 总传热系数K (6)四、计算换热面积 (7)五、工艺结构尺寸 (7)1. 管径和管内流速 (7)2. 管程数和传热管数 (7)3. 平均传热温差校正及壳程数 (8)4. 传热管排列和分程方法 (8)5. 壳体内径 (8)6. 折流板 (8)7. 接管 (8)六、换热器核算 (9)1. 热量核算 (9)2. 热量重新核算 (10)3. 换热器内流体的流动阻力 (11)4. 换热器主要结构尺寸和计算结果 (13)七、设计的评述 (14)八、参考文献 (14)一、设计方案1 换热器类型的选择在本次设计任务中，两流体温度变化情况：热流体进口温度80℃，出口温度30℃；冷流体(自来水)进口温度20℃，出口温度不大于50℃。
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、流动空间及流速的确定在固定管板式式换热器中，对于流体流径的选择一般可以考虑以下几点：(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
苯精馏塔塔顶冷却器设计方案
苯精馏塔塔顶冷却器设计方案第1章绪论1.1换热器技术概况换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
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。
换热器是化学、石油化学及石油炼制工业中以及其他一些行业中广泛使用的热量交换设备，他不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在此化工生产中占有重要的地位。
1.2 换热器的发展二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。
以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。
二十世纪30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。
接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。
二十世纪30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。
在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。
二十世纪60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
自二十世纪60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。
二十世纪70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
长期以来，非接触式换热器一直是管壳式（列管式）换热器一国独大的局面。
然而近几十年来，这种平衡有所改变。
这种改变是由于各种板式类换热器的逐步开发和应用所带来的。
板式类换热器能够被深入研究和开发，固然是有其历史必然的。
回顾换热器发展历程，虽然板式换热设备的充分开发只是近些年的事情，但是其理论和技术的出现却要早的多。
但是人们最初舍弃了这种换热性能远远占优的换热器形式，而是选择并大量应用了管壳式换热器。
化工原理课程设计-列管式换热器(热水冷却器)
化工原理课程设计-列管式换热器（热水冷却器）化工原理课程设计任务书课题名称列管式换热器(热水冷却器)课题性质工程设计类班级应用化学(一)班学生姓名 XXXXXX学号 20090810030117指导教师 XXXXXX目录目录 ------------------------------------------------------ 2 任务书---------------------------------------------------- 4一(设计题目 ------------------------------------------ 4二(设计的目的 ---------------------------------------- 4三(设计任务及操作条件 -------------------------------- 4四(设计内容 ------------------------------------------ 5 符号说明 -------------------------------------------------- 5 确定设计方案---------------------------------------------- 61.选择换热器类的 -------------------------------------- 62.流程的安排 ------------------------------------------ 6 确定物性数据---------------------------------------------- 6估算换热面积 ------------------------------------------ 81. 热流量 ----------------------------------------- 8 工艺结构尺寸---------------------------------------------- 91. 管径和管内流速 ------------------------------------ 92. 管程数和传热管数 ---------------------------------- 93.平均传热温差校正及壳程数 ---------------------------- 94.传热管排列和分程方法 ------------------------------- 105.壳体内径 ------------------------------------------- 106.折流板---------------------------------------------- 117.其它附件 ------------------------------------------- 118.接管------------------------------------------------ 11 换热器核算----------------------------------------------- 121.热流量核算 ----------------------------------------- 12(1)壳程表面传热系数 ----------------------------- 12(2)关内表面传热系数 ------------------------------- 13(3)污垢热阻和管壁热阻 --------------------------- 13(4)传热系数Kc ------------------------------------- 14(5) 传热面积裕度 -------------------------------- 142.壁温核算 ------------------------------------------- 15换热器内流体的流动阻力 ------------------------------- 16(1)管程流体阻力 --------------------------------- 16(2)壳程阻力 ------------------------------------- 17 换热器主要结构尺寸和计算结果表 -------------------------- 18 参考文献 ------------------------------------------------- 19 设计结果评价--------------------------------------------- 20 总结 ----------------------------------------------------- 22任务书一(设计题目热水冷却器的设计二(设计的目的通过对热水冷却器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合适的类型，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。
乙醇—水精馏塔塔顶产品冷凝器设计化工工艺学课程设计
化工工艺课程设计前言课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节。
它要求学生利用课程理论知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成指定的化工设计任务，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。
同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是，严肃认真，高度负责的工作态度。
本次课程设计为乙醇—水精馏塔塔顶产品冷凝器设计，要求设计一台冷凝器，将精馏塔顶乙醇—水气相产品全部冷凝。
设计任务包括：一、设计计算初选冷凝器结构二、传热计算（一）压降计算（二）冷凝器计算三、结构设计我们选用的冷凝器为卧式冷凝器，传热系数较高，不易积气，检修和安装方便，为减薄液膜厚度，安装时应有1/100左右坡度。
设计选用的列管换热器类型为固定管板式。
列管换热器是较典型的换热设备，在工业中应用已有悠久历史，具有易制造、成本低、处理能力大、换热表面情况较方便、可供选用的结构材料广阔、适应性强、可用于调温调压场合等优点。
在工艺计算过程中，由于选取K0不当或其他条件选取不当，造成在校核时K0不符合要求。
在重新选取K0的同时，改变了其他的条件，如：n，L等，经过二次校核达到了预期的目的。
最后在结构设计中考虑到合理经济，进行了零部件的设计与选用，使换热器完全发挥其作用。
由于缺乏实际操作经验，我们的设计的产品可能存在某些发面的不足，希望指导老师给予建议和批评。
同时感谢指导老师和参考文献作者对我们本次设计任务的支持和帮助。
第二章概述冷凝的目的在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：（1）回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；（2）除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气的有害物质，以免污大气。
气体和混合物的分离，往往是根据混合物各组分间某种物理性质和化学性质的差异来进行的。
根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法，冷凝操作仅为其中之一，它是根据混合物各组分沸点不同而达到分离的目的的。
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化工原理课程设计塔顶冷却器设计
塔顶冷却器是化工装置中常见的一种设备，其主要作用是将从塔顶排出的热气体冷却至一定温度后再排放出去。
本文将针对塔顶冷却器的设计进行探讨和分析。
塔顶冷却器的设计需要考虑的主要因素有：冷却介质的选择、冷却面积的确定、冷却效果的评估和冷却器结构的设计等。
在选择冷却介质时，需考虑介质的热传导性能、可用性及对环境的影响等因素。
一般常用的冷却介质有水、空气和液氮等。
水是一种常用的冷却介质，具有热容量大、价格低廉等优点，但在特定环境下需考虑冷却水的来源和排放等问题。
空气作为冷却介质，无需特殊供应和处理，但其冷却效果相对较差。
液氮的使用需考虑其成本和安全性等因素。
冷却面积的确定是塔顶冷却器设计的关键，冷却面积的大小直接影响到冷却效果。
冷却面积的计算需要考虑到塔顶排出的热气体的温度、流量、热容量等参数。
一般情况下，通过热传导方程和换热系数等计算方法，可以得到合理的冷却面积。
冷却效果的评估可以通过冷却器的传热效率来进行。
传热效率是指冷却器实际传热量与理论传热量之比，可以通过实验或理论计算的方法进行评估。
传热效率的提高可以通过增加冷却面积、调整冷却介质流量和改变冷却介质的性质等方式来实现。
冷却器结构的设计需要考虑到冷却介质的流动方式、传热面积的布置和冷却器的材料选择等因素。
冷却介质的流动方式通常有直流和逆流两种方式，直流方式适用于冷却温度较高的情况，而逆流方式适用于要求更高的冷却效果的情况。
传热面积的布置可以采用管束式、板式或管壳式等结构形式，根据具体的工艺要求来选择。
冷却器的材料选择需考虑到介质的化学性质、温度和压力等因素，一般常用的材料有不锈钢、钛合金和铜等。
在塔顶冷却器的设计过程中还需要考虑到安全性和经济性等因素。
安全性是指冷却器在工作过程中不发生泄漏、爆炸等危险情况，需考虑到冷却介质的选择和处理、冷却器结构的强度和密封性等因素。
经济性是指在满足工艺要求的前提下，尽可能减少投资和运行成本，可以通过优化设计和合理使用资源等方式来实现。
塔顶冷却器的设计是一个综合考虑多个因素的过程，需要根据具体的工艺要求和技术条件来确定冷却介质、冷却面积、冷却效果和冷却器结构等参数。
合理的设计能够提高冷却效果，降低能耗，确保设备的安全稳定运行。
在实际应用中，还需不断总结和改进设计经验，提高冷却器的设计水平和效率。