制药化工课程设计——换热器的设计生物科学与工程学院制药化工原理课程设计姓名：张文亮班级：生工091学号：XXXXXXXXXXXX电话：XXXXXXXXXXXX目录任务书……………………………………………………………1一、设计任务和设计条件……………………………………………2二、设计计算（一）设计方案……………………………………………………3（二）物性数据……………………………………………………3（三）估算传热面积………………………………………………4（四）工艺结构尺寸………………………………………………4（五）换热器核算(1)热流量核算：………………………………………………6(2)换热器内流体的流动阻力………………………………8三、附表1结构尺寸和计算结果……………………………9四、参考文献………………………………………………………9设计任务书一．设计题目：浮头式换热器的设计二．设计原始数据(1)热空气处理量45400kg/h压强2.5MPa进口温度140℃出口温度65℃(2)冷却水压强0.4MPa进口温度42℃出口温度45℃处理量3171691kg/h(3)当地大气压101.33KPa三．设计任务：(1)设计计算浮头式换热器的热负荷、传热面积、换热管、壳体、管板、封头、隔板及接管等。(2)绘制列管式换热器的装配图。(3)编写课程设计说明书。四．设计时间：2011年11月12日～2010年11月25日设计学生：张文亮指导教师：张宝设计任务和设计条件TC"设计任务和设计条件"\fC\l"1"某生产过程的流程如图所示，反应器的混合气体经与进料物流患热后，用循环冷却水将其从140℃进一步冷却至65℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为45400㎏/h，压力为2.5MPa,循环冷却水的压力为0.4MPa，循环水的入口温度为42℃，出口温度为45℃，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。设计计算确定设计方案：选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度140℃出口温度65℃；冷流体进口温度42℃，出口温度为45℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。管程安排从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下贱，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。确定物性数据：定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为T=（140+65）/2=102.5℃管程流体的定性温度为t=（42+45）/2=43.5℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说，最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在102.5℃、压强为2.5Mpa下的有关物性数据如下（参考课本后的附录换算成的数据）由（参考P387附录9）密度定压比热容=3.24kj/kg℃热导率=0.042w/m℃（参考P394附录14）粘度=1.9×10-5Pas（参考P390附录11）循环水在43.5℃下的物性数据：密度=991.2㎏/m3(参考P380附录2)定压比热容=4.174kj/kg℃热导率=0.638w/m℃（参考P380附录2）粘度=0.620×10-3Pas（参考P381附录3）估算传热面积：TC"估算传热面积"\fC\l"1"热流量：TC"热流量"\fC\l"2"Q1==45400×3.240×(140-65)=8.853×106kj/h=11032.2kw平均传热温差TC"平均传热温差"\fC\l"2"：先按照纯逆流计算，得=传热面积：由于壳程气体的压力较高，故可选取较大的K值。假设K=290W/(㎡k)（参照表5-4,p142）则估算的传热面积为：Ap=TC"传热面积"\fC\l"2"冷却水用量：TC"冷却水用量"\fC\l"2"m==工艺结构尺寸：TC"工艺结构尺寸"\fC\l"1"1．管径和管内流速：TC"管径和管内流速"\fC\l"2"一般1.0-1.5m／s（p406参照附录20）选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=1.2m/s管