化工原理课程论文附件一：课程论文封面格式要求。
（见下页）
化工原理课程论文
题目：
院（系）：
5、流动边界层，传热边界层，传质边界层的比较
6、三传现象的类似性
7、流体流动时的摩擦系数与流体流过固体颗粒的阻力系数的分析比较
8、离心泵的叶片安装角对泵压头的影响
9、离心泵的比例定律、切削定律的推导及应用
10、重力沉降与离心沉降的比较
11、旋风分离器的并联、串联操作
12、恒压过滤与恒速过滤的比较
13、非均相混合物分离方法的选择
14、流体输送方式输送设备的归纳总结
15、过滤机最佳操作周期的确定
16、化工原理课程研究方法的归纳总结，如：理论分析法、数学模型法等
17、速度梯度、温度梯度、浓度梯度间联系与互相影响
18、平均温差法与传热单元法间的联系
33、吸收因数对吸收操作的影响
34、板式塔负荷性能图及其应用
35、影响板式塔负荷性能图的因素
36、板式塔和填料塔的比较
37、并流传热、逆流传热的比较
38、并流吸收、逆流吸收的比较
39、算术推动力与对数推动力的比较
40、湿空气性质的归纳总结
41、各章节后的作业题、思考题的深入讨论等等
二、实际应用方面
“化工原理”的基本理论在实际生活和生产中的应用情况及新的应用开发。
三、计算机辅助计算和辅助设计
针对化工原理课程中某一问题编写一个应用程序。
列出程序清单、程序说明，运行结果，并要上交相应的磁盘。
化工原理课程论文附件三：课程论文样本。
换热器设计中适宜流体用量的确定
熊楚安
黑龙江科技学院资源与环境工程系，黑龙江鸡西，158105
摘要：利用换热器的操作线来分析讨论流体用量对传热过程的操作费用和设备费用的影响，找出了换热器设计和选型中适宜流体用量的优化确定方法，简便、快捷，具有一定的适用性。
关键词：操作线流体用量优化选择
中图法分类号：TQ 051.5 文献标识码：A
The Optimum Definition Method on Amount of Fluid During The Design of Heat Exchanger
Xiong chu’an
Natural Resources and Environmental Engineering Dept.HeiLongJiang Institute of Science and Technology, JiXi 158105,China;
Abstract: The paper discusses the influence of fluid’s amount on expenses of operating and equipment during heat transfer depending on the operating line ,a optimum definition method of the fluid’s amount during the design and selection type of heat exchanger is formed. The method is convenient, quick and significant of guide in application.
Keywords: operating line amount of fluid optimum selection
0 引言：
在换热器的设计和选型中，工艺流体(被处理物料)的用量和进、出口温度是由工艺要求所规定的，另一种流体即加热剂或冷却剂的进口温度，一般由来源而定，但它的用量或出口温度则由设计者选定。
这个用量的大小，将直接影响到加热剂或冷却剂的出口温度以及换热器传热面积的大小。
例如，用冷却
1
线
T
T
t
2）
式（2）如图2中的对角线所示。
操作线与对角线间的垂直距离代表换热器内任一截面的传热推动力，
即冷、热两流体间的温度差（T －t ）。
1. 2适宜流体用量的初步确定
在传热过程中，若热流体是工艺流体，其流量，进、出口温度由工艺条件所规定的，即2
1,,T T c w ph h 是已知的，冷却剂的进口温度1t 也是确定的，那么冷却剂的适宜用量如何确定呢？
由图2可见，换热器操作线的一个端点A ),(12t T 已经固定，另一端点B 则可在T ＝T 1的水平线上移动。
点B 的横坐标将取决于操作线的斜率
ph
h pc c c w c w ，操作线的斜率
ph
h pc c c w c w 称之为冷、热流体的热容量流率
即冷却 2＝t 1时，
比［2］
ph
h pc c c w c w 或 pc c c w ＝（1.1~2.0）m in )(pc c c w （3a ） 式中的min )(
ph
h pc c c w c w 和m in )(pc c c w 可用图解法或解析法求出。
由图2可知， min )(
ph
h pc c c w c w =
1
12
1t T T T -- (4)
或m in )(pc c c w =ph h c w .
1
12
1t T T T -- (4a)
联立(3)、(4)可得适宜的冷流体用量为： 1
12
1)
0.2~1.1(t T T T c c w w pc ph h c --⋅
= (5) 若冷流体是工艺流体，即pc c c w 、t 1、、t 2已知，热流体的进口温度T 1也是确定的，那么热流体适宜的用量也可采用类似的方法确定。
如图2所示，此时操作线AB 的B 点是固定， A 点可沿垂直线t=t 1上、下移动。
当A 点移至与平衡线T=t 相交于A ′点时T 2＝t 1，操作线AB 有最大斜率max (
ph
h pc c c w c w ，亦即存在有最小的热、冷流体热容
当冷流体是工艺流体时，热流体适宜用量可按式（8）来初步确定。
那么，式（5）和式（8）中的（1.1~2.0）这个系数的具体数值又该如何确定呢？
在换热器的设计和选型中，温度差校正系数t ∆ϕ也是一个经济性能指标。
温度差修正系数t ∆ϕ是用来表示某种流动型式在给定工况下接近逆流的程度。
综合利弊，一般在设计时，至少不能使t ∆ϕ小于0.8，否则在经济性能上不合算，应另选其它流型式，以提高t ∆ϕ值
[3]。
因此，适宜流体用量的确定，在满足使适宜的两流体的热容量流率之比为最小热容量流率比的（1.1~2.0）倍的前提下，还必须同时满足使温度差校正系数t ∆ϕ≥0.8这个条件来最终确定这个系数的
具体数值的大小。
2．分析与讨论
由以上的分析可知，取两流体的实际热容量流率之比为最小热容量流率之比的1.1~2.0倍来选择流体的用量，在经济上是适宜的。
这种优化选择方法的依据可简要分析讨论如下：
(1)传热过程和传质过程之间有着许多的类似性。
传热操作中两流体的热容量流率之比与精馏操作中的回流比及吸收操作中的液气比有着相同的地位，它们对操作过程中的操作费与设备费的影响规律是
类似的。
在实际操作中，经济性能优化的适宜的回流比是最小回流比的1.1~2.0倍[2]
，适宜的液气比是
最小液气比的1.1~2.0倍[2]。
利用传热过程与传质过程之间的类似性，参照适宜回流比，适宜液气比的确定方法，选取适宜的两流体热容量流率之比为两流体最小热容量流率之比的1.1~2.0倍是可行的。
(2)由式(5)可知：当热流体是工艺流体时，结合整个换热器的
2
1T T c w pc c -c ε在50％h
ε在其实，传热效率也可作为用来说明换热器经济性能的参数。
它是流体实际的传热量与理论上最大可能的传热量之比。
当操作线与平衡线有交点时，两种流体的温度差到达平衡状态。
此时，传热面积无穷大，这时的传热量即是理论上最大可能的传热量。
传热效率过高，传热推动力小，所需的传热面积过大，设备费增加；传热效率过低，流体用量过大，操作费用增加。
由上述分析可知，经济性能较好的换热器，必须同时满足其传热效率在50％~91％之间，同时其温度差校正系数t ∆ϕ≥0.8这两个经济性能优化条件。
3．结论
(1)在换热器的设计和选型中，流体的用量从设备费用和操作费用两个方面影响换热器的经济性能。
流体用量的优化选择原则是根据经济衡算使换热器的设备费用和操作费用之和最小。
(2)流体用量的优化选择方法是取两流体实际的热容量流率之比为最小热容量流率之比的1.1~2.0倍,
且温度差校正系数t ∆ϕ≥0.8时，所对应的用量即是适宜的流体用量，采用这一方法来确定流体的适宜用量，符合经济合理性的要求。
(3) 换热过程中两流体适宜的热容量流率之比，换热器的温度差校正系数t ∆ϕ和换热器的传热效率c ε或h ε，这三个参数都从不同侧面说明了换热器的经济性能。
由以上的分析讨论可知，经济性能合理的换热器，其两流体适宜的热容量流率之比，为两流体最小热容量流率之比的1.1~2.0倍，温度差校正系数大于0.8，传热效率在50%~91%之间，满足这些条件的换热器，其经济性能较好。
在换热器的设计和选型中，可以利用这些规律来指导流体用量、流体出口温度及传热面积等问题的确定，方便、快捷、适用性强。
1． 2． 3．。