化工原理课程设计柴油

1、1、设计任务与条件12、确定性物理数据13、试算和初选换热器规格14、工艺结构尺寸25、换热器核算66、换热器内流体的流动阻力8附图91、 题目将柴油从175冷却到130，流量为12500kg/h，压力0.4MPa，用循环冷却水做冷却介质，循环冷却水的压力为0.3MPa。循环冷却水入口温度20，出口温度为60.设计一台冷却器完成该生产任务。2、 设计任务与条件 1、设计任务   流 量： 12500Kg/小时 设备型式： 列管式换热器 2、操作条件（1）柴 油：入口温度 175 出口温度 130 （2）冷却介质：循环水入口温度 20 出口温度 60 （3）操作压强：柴油：

2、0.4MPa 循环水： 0.3MPa由于柴油粘度大并且泄露后危险性大，再者水的体积小，所以煤油走壳程，水走管程。2、确定性物理数据密度（kg/m3）比热容Cp（kj/（kg·）粘度（Pa·s）导热系数（W/(m·）柴油7152.48×1030.64×10-30.133水992.24.170.656×10-30.63383、试算和初选换热器的规格计算热负荷和冷却水流量：Q=W 0Cp0（T1-T2）=12500×2.48×103（175-130）/3600=387500 WW1=QCp1(t2-t1)=387500&

3、#215;36004.17×103(60-20)=8363.309 kg/h计算两流体的平均温度差。暂按单壳程、多管程计算。两流体的平均温度差：逆流时平均温度差为tm'=(t2-t1)lnt2t1式中： t1=175-60=115 t2=130-20=110   求得： tm'=112.43tm=ttm'=0.96×112.43=107.933、初选换热器规格。根据两流体的情况，假设K=300W/(m2)，故S=QKtm=387500300×107.93=12.254、工艺结构尺寸

4、 （1）管径和管内流速及管长 选用25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速ui=0.5m/s，选用管长为3m（2）管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=按单程管计算，所需的传热管长度为 L=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。根据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热管长l=5 m，则该换热器的管程数为 Np= 传热管总根数 Nt=15×5=753）平均传热温差校正及壳程数 R=60-20175-60=1.125 P=175-13060-20=0.258由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。（4）.传热管排列

5、和分程方法 采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。 取管心距t=1.25d0，则 t=1.25×25=31.2532 隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式计算 S=t/2+6=32/2+6=22各程相邻管的管心距为44。 （5）.壳体内径 采用多管程结构，取管板利用率=0.75 ，则壳体内径为： D=1.05t 按卷制壳体的进级档，可取D=400mm （6）折流板 采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为： H=0.25×400=100mm，故可取h=100mm取折流板间距B=0.3D，则 B=0.3×

6、;400=120mm，可取B为150mm。 折流板数目NB=5、换热器核算 （1） 热流量核算 1.1壳程表面传热系数 用克恩法计算得 当量直径： = 壳程流通截面积：壳程流体流速及其雷诺数分别为： 普朗特数Pr： 粘度校正 ： 壳程表面传热系数 2) 管内表面传热系数： 管程流体流通截面积： 管程流体流速： 普朗特数： 4.17×103×0.007270.626=4.86 查相关文献知：柴油测热阻：RS0=0.00034·/W 循环水侧热阻：RSi=0.000172·/W传热系数(4) 传热系数 (5) 传热面积裕度 计算传热面积SS=QKtm=387500300×107.93=12.25 该换热器的实际传热面积为S1 该换热器的面积裕度为： 传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务6换热器内流体的流动阻力（1）