化工原理课程设计说明书82361

时间：2026-01-16

成功设计

化工原理课程设计说明书

课程设计任务书

设计题目：苯胺换热器的设计

一：设计内容

设计一台列管式换热器

二：设计任务及操作条件

（1）处理能力：2 105吨|年

（2）设备型式：列管式式换热器（3）操作条件

a:苯胺：入口温度129℃，出口温度32℃

b:冷却介质：自来水，入口温度40℃，出口温度25℃

c:允许压强降：不大于5 105Pa

d:每年按360天计，每天24小时连续运行（4）设计项目

a)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。

b）换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积。 c)换热器的主要结构尺寸设计。 d)主要辅助设备选型。

e)绘制换热器总装配图。

三：设计说明书的内容

1：目录；

2：设计题目及原始数据（任务书）；

3：论述换热器总体结构（换热器型式主要结构）的选择； 4换热器加热过程有关计算（物料衡算换热衡算传热面积

换热器型号壳体直径等）；

5：设计结果概要（主要设备尺寸衡算结果等）； 6：主要设备设计计算及说明。

成功设计

1．概述

4．设计计算

4.1确定设计方案

4.1.1选择换热器类型

4.1.2流动空间及流速的测定 4.2确定物性数据 4.3计算总传热系数

4.3.1热流量

4.3.2平均传热温差 4.3.3冷却水用量 4.3.4总传热系数K 4.4计算传热面积 4.5工艺结构尺寸

4.5.1管径和管内流速 4.5.2管程数和传热管数

4.5.3平均传热温差校正及壳程数 4.5.4传热管排列及分程方法 4.5.5壳体内径 4.5.6折流板 4.5.7接管 4.6换热器核算 4.6.1热量核算

4.6.1.1壳程对流传热系数 4.6.1.2管程对流传热系数 4.6.1.3传热系数K 4.6.1.4传热面积S

4.6.2换热器内流体的流动阻力 4.6.2.1管程流动阻力 4.6.2.2壳程阻力

4.6.2.3换热器主要结构尺寸和计算结果

5.设计小结 6.参考文献 7.附图表

一．概述

成功设计

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。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。

在化工，石油，动力，制冷，食品等行业中广泛使用各种换热器，他们也是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。

列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家已有系列化标准。列管式换热器在换热效率紧凑型和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但由于它有结构牢固，适应性大，材料范围广等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中仍占有绝对优势。

在工程设计中，应尽量采用标准系列，但在选用标准系列的图样之前，必须根据生产工艺的要求进行必要的化工计算，以确定所需换热器的传热面积和设备结构，才能进行选用。有时由于标准系列规格限制，不能满足工厂的生产要求，此时必须自己进行设备的结构设计，因此，本设计除了要求学生进行化工工艺计算外，还要求学生掌握设备的结构原理，达到全面二．设计标准四．设计计算

4.1确定设计方案

4.1.1选择换热器类型

列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构可分

为固定管板式换热器，浮头式换热器，填料函式换热器，U型管式换热器，对于列管式换热器，一般要根据换热流体的腐蚀性及其他特性来选择结构与材料，根据材料的加工性能，流体的压力和温度，换热器管程与壳程的温度差，换热器的负荷，检修清晰的要求等因素决定采用哪一种类的列管式换热器。

两流体温度变化情况：热流体进口温度100℃,出口温度40℃；冷流体（循环水）进口温度30℃，出口温度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板管式式换热器。

4.1.2流程的选择及流速的确定

在列管式换热器中，哪一种流体流经管内（管程），哪一种流体流

经管外（壳程），关系到设备使用是否合理。一般可以从下列几方面考虑。

（1）不洁净或易结垢的无聊应当流经易于清晰的一侧，对于直管管束，一般通过管内。但对于U型管式换热器，由于管内不能进行机械清晰，故污浊的流体应通过壳程。

（1）要保证管内和管外适当流速，从而保证较高的传热系数。（2）有腐蚀的流体应在管内流过，这样只有管子管板及流道室

需要使用耐腐蚀材料，而管体及管外其他零件都可以使用比较便宜的材料。

（3）压力高的流体流经管内，因为管直径小，承受高压能力好，