《化工原理》
酒精冷却器的设计

酒精精馏操作
冷 凝 器 原 料 精 馏 蒸 汽 塔 冷 却 器 废 液
立式
冷 水 热 水 槽
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卧式
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2、换热器类型、型式的选择(化原P185~)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
类型:本设计建议采用间壁式列管式换热器。
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列管式换热器
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列管式换热器
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本校编 本校编 汤金石编 华南工学院编 轻工业出版社 黑龙江建筑工程学校编 北京化工学校等编 化工出版社
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六、参考资料


10、制图课本（化工制图补充教材） 11、泵类产品样本 12、课本：制浆造纸工业过程及设备 13、换热器设计 14、化工容器及设备 15、换热器原理及计算 16、换热器 17、换热器及其计算基础知识 18、化工制图
9 9.5 10
得
分
有创建：加
分
迟交：扣
分
纪律：扣
分
总得分：
分
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七、课程设计评分标准

几点说明：



设计中有创见的，加5-10分。 在课程设计中无故迟到、早退、旷课和马虎 了事的学生，其总分应适当扣分。 课程设计应按时完成交卷，无特殊原因迟交 的学生，其总分应适当扣分。 在设计过程中不经过自己努力，采取投机取 巧，找人“代算、代写、代画“的学生，经 发现、设计成绩作零分计。
二、化工原理课程设计任务



(二) 设计项目 1.确定冷却器的类型、结构、型式; 2.计算冷却水的耗量; 3.计算冷却器的传热面积,确定管子的规格、管 数、程数等; 4.冷却器结构设计计算及选择; 5.校核液体流经冷却器的阻力; 6.泵的计算及选择等.
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二、化工原理课程设计任务
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课程设计评语及成绩评定表
评语 内容 设计说理性 25% 1 论点正确,说理﹑分析充分 ﹑条理清楚﹑层次分明， 语言精练。 得 分 23 24 25 参数筛选正 确性 10% 参数经详细的﹑周密的分 析论证，正确索取有关资 料，筛选无误。 计算步骤清楚﹑完整，结 果完全正确。 2 论点正确﹑说理﹑分析 欠充分。条理﹑层次尚 可，语言通顺。 得 分 20 21 22 参数来源尚清楚，选用 基本正确。 3 论点基本正确﹑说理﹑分 析不充分﹑条理﹑层次一 般。语言有些欠通。 得 分 17 18 19 参数来源欠清楚﹑且有错 漏。 4 论点有错误﹑说理分析 不充分，条理性差﹑层 次不明，语言欠通。 得 分 13 14 15 参数来源不清楚，错漏 较多。
（ 2） U型管式换热器
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3.列管式换热器型式的选择
★（3）浮头式换热器 结构特点：管束的一端管板和壳体固定连接，另 一端管板与壳体不连，受热或受冷时，可以沿管 长方向自由伸缩，称为浮头。
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列管式换热器型式的选择
★（4）填料函式换热器 结构比浮头式换热器简单，壳体和管束热变形自 由，不产生热应力。 管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方便。


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一、设计的目的及要求



3.掌握化工设备的工艺设计程序、方法和有关的 设计原则。包括查阅技术资料、正确选择工艺参 数、搜集有关公式和使用图表手册的能力，以及 正确进行工程计算的能力； 4.树立正确的设计思想，用工程观念来考虑设计 内容。使理论正确、技术可行、操作安全、经济 合理。 5.熟悉有关的国家标准和部颁标准及技术规范。 6.具有用简洁的文字和正确的图表来表达自己设 计思想与设计成果的能力。
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5.流体流速的选择(参化原P189)

生产经验，酒精冷却器 管程内水的流速可取0.4~.08m/s， 壳程内酒精可取0.1~0.5m/s。
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6.流体进、出口温度的确定


换热器中冷、热流体的温度通常都由工艺条件规 定，但在某些情况下则需在设计时加以确定。例 如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可根据 当地气温条件作出估计(已给)，而冷却水的出口 温度由设计者确定。 一般来说，可采用冷却水的进、出口温差为 5~15℃。
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三、课程设计中应注意的问题
4.在设备结构尺寸上，要从加工制造方便、操作安 全可靠的角度考虑，适当的把尺寸调整为整数； 5.设备装置图应按机械制图的规定绘制； 6.在完成规定的基本设计任务后，可进行多方案的 比较；查阅参考资料，充实设计方案和结果的评 述等。
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四、课程设计的步骤 1.下达课程设计任务书； 2.根据任务书的要求，确定定设计步骤、设计方案、 设计进度； 3.查阅文献参考资料，收集有关数据和公式，必要 时且有条件的应到生产现场收集； 4.设计方案的确定及论述、设备的工艺计算或选型、 绘图、对设计结果的评述和编写设计说明书。 上述2~4项，在课程设计中既相互联系，又相互 制约。在逐步深入的基础上不断地补充和完善。
安装方式有立式、卧式两种。 安置方式应根据厂房条件、工艺要求、传热效果 、检修清洗方便等多方面考虑确定。
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★立式安装特点：占地面积小，不用支承板，结构简 单，清洗方便。但用于冷凝时传热效果较差。
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★卧式安装特点：重心稳，维修方便，用于冷凝时传热效果 较好。但占地面积大，换热器内须装支承板。
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二、 工艺设计计算


列管换热器设计步骤: 这部分内容是设计的重点，其任务是要计算出设 备的主要工艺尺寸（管径、管数、管长、管距、 壳径、管程数、壳程挡板型式及数目、传热面积 等）。工艺设计计算的基本步骤一般可按如下顺 序进行：
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二、 工艺设计计算


列管换热器设计步骤: 1.这部分内容是设计的重点，其任务是要计算出 设备的主要工艺尺寸（管径、管数、管长、管距、 壳径、管程数、壳程挡板型式及数目、传热面积 等）。工艺设计计算的基本步骤一般可按如下顺 序进行：
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二、课程设计任务


题目:设计一台______t/d的酒精冷却器 (一) 设计任务与工艺条件 1.生产能力_______㎏/h 2.酒精由____℃冷却到____℃ 3.酒精浓度______质量% 4.冷却水进口温度_____℃ 5.冷却水出口温度_____℃
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图与说明书有些不一致， 结构欠合理有些错误， 不大符合生产实际要求， 可行性差。 绘图基本能力较差，错 误较多，图面不整洁， 表达不清楚。 说明书中的字﹑图﹑表 不清晰和整洁，有错误 ﹑书写不认真﹑条理性 差。
10 11 12 4.5 5 5.5 4.5 5 5.5
绘图质量 10%
9 9.5 10
缮写质量 10%
20 21 22 15 16 17 7.5 8 8.5 7.5 8 8.5
计算步骤基本清楚﹑欠完 整，结果有些不合理。
17 18 19
计算步骤不清楚﹑不完 整﹑计算错误较多。
13 14 15
设备图结构 合理性 20%
设备图与设计说明书一致， 结构合理﹑符合实际生产 要求，考虑问题全面，可 行性强。 符合绘图标准规范，视图 选择布局合理，图面整洁， 表过清楚。 说明书中的字﹑图﹑表清 晰﹑整洁﹑字体端正。书 写有条理﹑工整美观。
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（2）具有补偿圈的固定管板式换热器
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★具有补偿圈的固定管板式换热器
膨胀节结构
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列管式换热器型式的选择
★（ 2） U型管式换热器 结构特点：换热器中的每根管子都弯制成U形， 进口、出口分别安装在同一管板的两侧，由于仅 一块管板，管子在受热或冷却时可以自由伸缩。
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9
9.5 10
7.5
8 8.5
6
6.5 7
3
4 5
设计计算准 确性 25%
23 24 25
计算步骤清楚，欠完整， 结果基本正确，答案合 理。 设备图与设计说明书一 致，结构基本合理﹑基 本符合实际生产要求， 可行性尚可。 符合绘图标准规范，视 图选择布局尚可，图面 较整洁，表达尚清楚。 说明书中的字﹑图表较 清晰﹑整洁﹑字体尚可， 书写认真，有条理。
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五、时间安排


时间：2周 时间安排：(仅供参考) 1~2天：确定设计方案及工艺计算 2~3天：进行结构设计及附件选型等 3~4天：绘图 1天：撰写说明书
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六、参考资料

1.列管式换热器 2.容器零部件标准 3.课本及其它版本的化工原理教材 4.化工原理课程设计 5.化工基础过程及设备 6.造纸工业的碱回收 7.工业管道工程（上册） 8.化工机械基础（下册第二版） 9机械设计手册（上册二卷）
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列管式换热器型式的选择
★（4）填料函式换热器
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3.流体流动通道的选择(参化原P189)




在列管换热器中，安排哪种流体走管程？哪种流 体走壳程？ 参考建议: 对酒精冷却器可安排 酒精走壳程; 冷却水走管程 其原因可根据上述各点加以说明。
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4.安装方式的选择
列管式换热器

1
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列管式换热器
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列管式换热器型式的选择


按其温差补偿结构来分，主要有以下几种： （1）固定管板式换热器 由于管板是与外壳焊接固定在一起的，所以称为 固定管板式换热器。
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（1）固定管板式换热器


固定管板式换热器适用于管壁与壳壁温差≤50℃ 的场合。 当温差在50℃以上时，为安全起见，换热器应有 温差补偿装置（如膨胀节）或考虑其他结构。