化工原理课程设计-无图纸

化工课程设计说明书MASSACHUSETTSINSTITUTEOFTECHNOLOGY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，物料从正常温度被冷却，出口温度自定。冷却剂为自来软水，进口1T2T温度为，出口温度自定。30C1T2T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68741TC2选定己烷的出口温度4423选定冷却剂的出口温度38T4计算逆流传热的平均温度差212812LNMTT逆38674LN0（）（）CO5校正传热平均温度差12839TRT21380265674TPT由查表得093，因为085093095，满足要求。由此得,R09321281979MTTA折逆CO6计算定性温度MT和12M（）（6874）5637OT1（T）（30）C7查出物料和冷却剂的物性参数物料名称己烷质量流量140/MQTD比热容12483PCJKGA粘度23PASA密度69/M导热系数1047WK查出冷却剂的物性参数密度34/KG粘度PASA比热容17PCJA导热系数106248WMK8计算热负荷12483MPQQC20（T）（67）937J/S69根据总传热系数K的大致范围，初选总传热系数470W/0K2KA10初算传热面积0S2097346104MMT折11根据工艺条件，选取公称压力PN10MPA12根据流体物性，选定换热管材为碳素钢13由初算传热面积和选定的公称压力PN，根据管壳式换热器行业标准0SJB/T471592，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S10932M2公称直径DN取600MM卷制圆筒，圆筒内径为公称直径3管长L4500MM4管壁壁厚192MMBM0D5总管数N4166中心排管数NC237管程流通面积00368IA28管子排列方式正三角形9管心距T25MM10管程数2PN11壳程数1S12折流板间距H300MM13折流板型式25圆缺形14计算冷却剂的流量29734629153/1MPQQKGSC2（T）（80）15计算管程流速IU9530796/48MIIQSA因为05079673M/S，所以满足要求。16计算管程对流传热系数IANU002308REPRNIA23IIUDNC（）（）自来水被加热，N取04，代入数值06248943315072IA08046172（）（）697/W（MK）17计算壳程当量直径和流速ED0U342ED0（T）3420172M22（5019）4006AHDNCD）800140053/23894VMQUS因为0205315M/S，所以满足要求。18计算壳程对流传热系数0ANU036RE。物料被冷却，取095，将数值代入上式051/3REPR14W（）014W（）0036EDUA014PC（）（）（）147095215336289234（）（）07947726W/MKA19根据冷热流体的性质及温度，在GB15199P140141选取污垢热阻0DIR和20176/DIRKA20计算总传热K'其中00001DIDIMBRAA'的确定T1/2，然后查表，利用内差法得到5154SMMT1WMKA01905169LNLIID10201917764978015154942K'解出55574W/K'2MKA21由计算传热面积'S'97346849651MQSMKT折''22因为，15190425，所选换热器1080351093'能完成任务。23核算压力降201576943RE160520153IIITSPDUMDUPFNA2I管内取绝对粗糙度则查图得49L管程压力降（）D对于19MM2MM的换热器，结构校正系数14，T21PS，代入数值29430765IP24593076（019）1616126PA1616126KPA因为10KPA1616126KPA30KPA，故符合要求。管外RE017253648921EDU折流板数4BLNH壳程压力降0SPFN12（）''。代入数值得0281005RE3CCFFFNBU（），其中，'1524819P0286495（1）3'753835PA202BUPNH（35）D'03751PA2648953（）对于液体115SF0SN12（）''（753835）115130751220537PA1220537KPA因为10KPA220537KPA30KPA，故符合要求。3结构设计（1）圆筒厚度查GB15199P21表8得圆筒厚度为8MM（2）椭圆形封头查JB/T473795，椭圆形封头与圆筒厚度相等，即8MM公称直径DN（MM）曲面高度（MM1H）直边高度（MM2）碳钢厚度（MM）内表面积A2M容积V2质量MKG60015025804374003532747（3）管箱短节厚度查GB15199P20，管箱短节厚度与圆筒厚度相等，即8MM（4）压力容器法兰甲型DNDD1D3D螺柱规格数量质量6007306906454023M20242862（5）膨胀节因为7215337510,MTCTCAAA所以不需设置膨胀节（6）管板查（化工单元设备设计P2527）得固定管板式换热器的管板的主要尺寸公称直径D134DBCD螺栓孔数质量KG60073069059864536102328777分程隔板隔板最小厚度/MM公称直径DN/MM碳素钢6008（8）分程隔板两侧相邻管中心距,25TM019D0253725M换热管中心距宜不小于125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/MMNS389布管限定圆换热器型式/MMID/MM3B布管限定圆直径/MMLD固定管板式600858410拉杆的直径、数量和尺寸基本尺寸拉杆公称直径/MMND数量拉杆直径D/MM/MMAL/MMBL/MMB124191520（11）拉杆孔,12NDM5128NLDM（12）换热管与管板的连接换热管最小伸出长度换热管规格外径壁厚/MM/MM1L最小坡口深度/MM3L192152（13）折流板的厚度和外径公称直径DN/MM换热管无支跨距300MML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6004595508（14）接管已烷液体进出口接管的直径计算144101284362893SVDMU采用热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为59M124101/23689345S冷却水进出口接管,取2M/S,则2DU29153914DM采用热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为225317/1490US（15）管法兰管子直径/MM1A法兰内径/MM1B螺栓孔中心圆直径/MMK公称直径/MMDN螺栓孔直径/MML螺栓孔