1、精品 料推薦化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)書一、課程設(shè)計的目的與性質(zhì)化工原理課程設(shè)計是化工原理課程的一個實踐性、總結(jié)性和綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生進一步學(xué)習(xí)、掌握化工原理課程的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生綜和運用課堂所學(xué)知識分析、解決實際問題所必不可少的教學(xué)過程?，F(xiàn)代工業(yè)要求相關(guān)工程技術(shù)人員不僅應(yīng)是一名工藝師，還應(yīng)當具備按工藝要求進行生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線的選型配套及工程設(shè)計能力?；ぴ碚n程設(shè)計對學(xué)生進行初步的工程設(shè)計能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及進一步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、實踐意識和創(chuàng)新意識打下基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計的基本要求(1)在設(shè)計過程中進一步掌握和正確運用所學(xué)基本理論和基本知識，了解工程設(shè)計的基本

2、內(nèi)容，掌握設(shè)計的程序和方法，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的獨立工作能力。(2)在設(shè)計中要體現(xiàn)兼顧技術(shù)上的先進性、可行性和經(jīng)濟上的合理性，注意勞動條件和環(huán)境保護，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)嚴謹、求實和科學(xué)的工作作風(fēng)。(3)正確查閱文獻資料和選用計算公式，準確而迅速地進行過程計算及主要設(shè)備的工藝設(shè)計計算。(4)用簡潔的文字和清晰的圖表表達設(shè)計思想和計算結(jié)果。三、設(shè)計題目題目 ：在生產(chǎn)過程中需將3000kg/h 的某種油（在 90時，密度為 825kg/m 3；定壓比容為2.22kj/kg ；導(dǎo)熱系數(shù)為 0.140w/m；粘度為 0.000715pas；污垢熱阻為0.000172m2 /w ）從

3、140冷卻至 40，壓力為 0.3mpa ，冷卻介質(zhì)采用循環(huán)水，循環(huán)冷卻水的壓力為0.4mpa ，循環(huán)水的入口溫度為 35，出口溫度為 45。設(shè)計一列管式換熱器滿足上述生產(chǎn)需要。題目 ：在生產(chǎn)過程中需將5000kg/h 的某種油（在 90時，密度為 825kg/m 3；定壓比容為2.22kj/kg ；導(dǎo)熱系數(shù)為 0.140w/m；粘度為 0.000715pas；污垢熱阻為0.000172m2 /w ）從 140冷卻至 40，壓力為 0.3mpa ，冷卻介質(zhì)采用循環(huán)水，循環(huán)冷卻水的壓力為0.4mpa ，循環(huán)水的入口溫度為 35，出口溫度為 45。設(shè)計一列管式換熱器滿足上述生產(chǎn)需要。題目 ：在生產(chǎn)

4、過程中需將7000kg/h 的某種油（在 90時，密度為 825kg/m 3；定壓比容為2.22kj/kg ；導(dǎo)熱系數(shù)為 0.140w/m；粘度為 0.000715pas；污垢熱阻為0.000172m2 /w ）從 140冷卻至 40，壓力為0.3mpa ，冷卻介質(zhì)采用循環(huán)水，循環(huán)冷卻水的壓力為0.4mpa ，循環(huán)水的入口溫度為35，出口溫度為 45。設(shè)計一列管式換熱器滿足上述生產(chǎn)需要。四、課程設(shè)計的任務(wù)（內(nèi)容）要求與進度1搜集資料、閱讀教材，擬定設(shè)計方案(0.3周 )2換熱器工藝設(shè)計及計算（物料衡算、能量衡算、工藝參數(shù)選定及其計算）(0.7周 )1)試算與初選換熱器規(guī)格2)校核總傳熱系數(shù) k

5、3)校核管、殼程壓降3換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計（設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計及其尺寸的確定等）(0.5周 )1) 管板設(shè)計2) 殼體直徑及殼體壁厚的確定3) 管板與殼體的連接4) 管子與管板的連接5) 管箱設(shè)計6）管程分程與折流板設(shè)計7）接管設(shè)計- 1 -精品 料推薦8）支坐設(shè)計9）附件設(shè)計（密封圈、排氣管、排液管等）4繪制設(shè)備裝配圖（包括設(shè)備的各類尺寸、技術(shù)特性表等，用1 號圖紙繪制）(0.5周 )5編寫設(shè)計說明書（包括封面、目錄、設(shè)計任務(wù)書、概述或引言、設(shè)計方案的說明和論證、設(shè)計計算與說明、對設(shè)計中有關(guān)問題的分析討論、設(shè)計結(jié)果匯總、參考文獻目錄、總結(jié)及感想等。）(0.5周 )五、課程設(shè)計方法與步驟1、通過閱讀

6、教材、查閱文獻資料和本指導(dǎo)書所列示例，了解題目相關(guān)的工藝與設(shè)備的知識，熟悉工藝設(shè)計、計算和設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法、步驟；2、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給定的生產(chǎn)任務(wù)和操作條件，進行工藝設(shè)計及計算；3、根據(jù)工藝設(shè)計及計算的結(jié)果，進行設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計；4、以工藝設(shè)計及計算為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果，繪制設(shè)備裝配圖；5、編寫設(shè)計說明書對整個設(shè)計工作的進行書面總結(jié)，設(shè)計說明書應(yīng)當用簡潔的文字和清晰的圖表表達設(shè)計思想、計算過程和設(shè)計結(jié)果。六、成績評定標準學(xué)習(xí)態(tài)度 20 分，技術(shù)水平與實際能力 30 分，論文 (計算書、圖紙 )撰寫質(zhì)量 50 分，詳見以下課程設(shè)計成績評定表。評定時可從設(shè)計過程情況，提交的設(shè)計資料，答辯情

7、況等進行綜合評定。課程設(shè)計成績評定表項目分值優(yōu)秀良好中等(100 x 90)(90x 80)(80x 70)學(xué)習(xí)態(tài)度認真，學(xué)習(xí)態(tài)度好，工學(xué)習(xí)態(tài)度尚好，工作作風(fēng)嚴謹，作作風(fēng)認真，遵遵守教學(xué)紀律較嚴格遵守教學(xué)紀守教學(xué)紀律，能好，能按設(shè)計作學(xué)習(xí)20律，保證設(shè)計按按期圓滿完成設(shè)息時間作業(yè)，能態(tài)度進度要求進行，計任務(wù)。較好地按期完成能圓滿完成設(shè)計各項工作。任務(wù)。技術(shù)路線正確，技術(shù)路線正確，技術(shù)路線正確，技術(shù)論證合理充分，論證較合理、較論證較合理、較水平能把文獻報道的充分，能把文獻充分，能把文獻與實30新技術(shù)應(yīng)用于設(shè)報道的新技術(shù)應(yīng)報道的新技術(shù)應(yīng)際能計中，引用數(shù)據(jù)用于設(shè)計中，引用于設(shè)計中，引力準確，計算正確

8、。用數(shù)據(jù)準確，計用數(shù)據(jù)較準確，算正確。計算基本正確。設(shè)計說明書寫作設(shè)計說明書寫作設(shè)計說明書寫作論文結(jié)構(gòu)嚴謹、合理，結(jié)構(gòu)合理，邏輯結(jié)構(gòu)較合理，層(計算邏輯性強，層次性較強，層次分次較分明，文理書、圖50清晰，語言準確，明，語言準確，較通順，書寫較紙)撰文字流暢，書寫文字流暢，書寫工整或計算機打?qū)戀|(zhì)工整或用計算機工整或用計算機印成文。圖紙較量打印成文。圖紙打印成文。圖紙規(guī)范。規(guī)范。規(guī)范。及格評不及格 (xx 60)分學(xué)習(xí)態(tài)度尚可， 能學(xué)習(xí)態(tài)度馬虎，遵守教學(xué)紀律， 能紀律渙散，工作按期完成任務(wù)， 完作風(fēng)不嚴謹，不成的質(zhì)量一般。能按設(shè)計作息時間作業(yè)，不能按期完成任務(wù)或完成質(zhì)量差技術(shù) 路 線基本 正技

9、術(shù) 路 線 不 正確，論證較合理、確，論證不合理、較充分，引用數(shù)據(jù)不充分，引用數(shù)較準確，計算基本據(jù)不準確，計算正確。不正確。設(shè)計 說 明書寫 作設(shè)計說明書寫作結(jié)構(gòu)基本合理， 邏內(nèi)容空泛，結(jié)構(gòu)輯基本清楚， 文字混亂，文字表達尚通順，書寫較工不清，錯別字較整， 圖 紙基本 規(guī)多，達不到規(guī)范范?；蟆D紙不規(guī)范。- 2 -精品 料推薦七、成績評定方法1、學(xué)生提交作業(yè)時進行驗收和單獨答辯，時間為5 10 分鐘。2、根據(jù)作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)期間指導(dǎo)答疑和提交作業(yè)時答辯的情況，初步評定課程設(shè)計成績等級。3、課程設(shè)計成績按設(shè)計說明書和設(shè)計圖紙的內(nèi)容完整性、設(shè)計計算的正確性和合理性及完成質(zhì)量；作業(yè)進度和工作態(tài)度、

10、掌握本課程相關(guān)知識的程度、分析和解決問題的能力及完成設(shè)計的能力進行綜合評分。八、參考文獻1食品工程原理中國輕工業(yè)出版社2化工原理上冊天津大學(xué)出版社3食品機械學(xué)下冊四川教育出版社4換熱器設(shè)計上?？萍汲霭嫔?壓力容器手冊勞動人事出版社6鋼制石油化工壓力容器手冊化學(xué)工業(yè)出版社7化工管路手冊化學(xué)工業(yè)出版社8化工設(shè)備設(shè)計全書化工容器化學(xué)工業(yè)出版社9換熱器設(shè)計手冊化學(xué)工業(yè)出版社九、參考文獻摘錄與設(shè)計計算示例列管式換熱器的工藝設(shè)計與計算例例題：用原油將某回流液從194冷卻到 101.8，回流液走管程， 流量為 76.8m3/h，原油最初溫度為53.7，經(jīng)換熱后升溫至122.1，要求管、殼程壓降不大于0.15

11、2mpa ，試設(shè)計選擇合適的列管式換熱器。解：本題為兩流體無相變的傳熱。1. 試算與初選換熱器規(guī)格（ 1）確定流體的定性溫度和物性原油粘度很大，其定性溫度可按以下經(jīng)驗式計算，即：t =0.4t+0.6tcmh式中： th流體進、出口溫度中較高的溫度，；tc流體進、出口溫度中較低的溫度，故：原油 tm=0.4 122.1+0.6 53.7=81 ；回流液 t m=（ th+tc） /2=（ 194+101.8 ） /2=147.9根據(jù)兩流體的定性溫度，查得各流體的物性參數(shù)列表如下：流體定性溫度 ()密度 (,kg/m3)粘度 (cp)p導(dǎo)熱系數(shù) (,w/m )比熱 (c ,kj/kg )原油81

12、7986.272.20.131回流液147.97010.5092.890.151（ 2）計算熱負荷 q，按回流液計算：qwhc ph (t1t2 )76.87012.89103(194101.8)3.985 106 w3600由熱量衡算式，可求原油的流量為：q3.98510626.5kg / swct1 )2.2 103(122.153.7)c pc (t 2- 3 -精品 料推薦（ 3）計算兩流體的平均溫度差tm（暫按單殼程、多管程計算）t m(194122.1)(101.853.7)ln 194122.159.2 c101.853.7t1t2194101.81.35rt1122.153.7

13、t2t2t19pt119453.7t1由 r 和 p 查單殼程、多管程的 p t 圖得： t=0.6550 ，溫差應(yīng)力較大， 需考慮熱補償問題，故選擇兩臺單殼程浮頭式換熱器串聯(lián)操作。由管殼式換熱器系列標準，根據(jù)初步計算的傳熱面積s，選取換熱器規(guī)格尺寸為：殼徑 d公稱壓強 pg管子排列管子中心距 t公稱面積 s管程數(shù) np管數(shù) n折流板間距 h0600 mm16 atm正三角形25 mm130 m24368300 mm管長 l管徑 d0殼程流通面積 a 0=hd( 1 d /t)管程流通面積 a i06 m 19 20.0414 m20.0162 m2兩臺換熱器的實際傳熱

14、面積為；s0 =2 d0(l 2b)n=2 3.140.019 (60.1) 368=259 m 2 式中： b管板厚度，取 b=50 mm=0.05 m采用此傳熱面積的換熱器所需的總傳熱系數(shù)為：k 0q3.985106282 w / m2 0cs0 tm25954.52. 校核總傳熱系數(shù) k(1) 管程傳熱系數(shù) i的計算re id iu iu而did02192 215mm0.015muivi76.81.32m / sai0.0162故rei0.0151.327012.73104 （湍流）0.50910 3- 4 -精品 料推薦pric pu2.891030.50910 30.1519.74a

15、i0.023re0.8p 0.30.0230.151104 0.80.3wm 2.cr2.739.741622 /di0.015( ) 殼程傳熱膜系數(shù) 0re0d0 u0而u0v026.50.803m / sa0 7890.0414故re00.0190.803 798（滯流）6.2710 31940pr 0c pu2.210 36.27 10 30.131105而a00.23re 0.6 pr 1 / 3d0說明：以上的準數(shù)方程，可參見化工原理上冊（天津大學(xué)編）。由于流體被加熱，取=1.05則a00.230.131(1940)0.6(105)1 / 31.05736 w / m 2 0c0.

16、019（ 3）確定污垢熱阻 rs從有關(guān)手冊查得： rsi=0.0002 m /w ； rso=0.0004 m /w（ 4）計算并校核總傳熱系數(shù)k 計11bdododoorsomdmrsi dii d i1352 w / m2 0 c10.00040.0020.0190.00020.0190.019736450.0170.01516220.015式中： mmk管壁導(dǎo)熱系數(shù)，取 =45 w/m 計k ，說明所選設(shè)備能滿足傳熱要求，設(shè)備的安全系數(shù)為：0k 計k 0352 28225%k 0100%100%2823. 校核管、殼程壓降（ 1）管程壓降的計算 pi=( p1+p2)ftn pnsft結(jié)垢校正系數(shù)；np管程數(shù)； ns殼程數(shù)- 5 -精品 料推薦設(shè)：管壁粗糙度=0.1mm ， /di=0.1/15=0.007 ，由圖查得： =0.036則p1lu20.03667011.3228800n / m2di20.0152p23 u 237011.32 21830n / m222此例中 ftps=1.5， n=4， n =2故： pi=(8800+1830) 1.5 4 2=1.28 105 n/m 2=0.128 mpa（ 2）殼程壓降的計算 p =( p +p )f nso12s此例中 fs