化工原理课程设计作业题目1、2 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计条件第一组：使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h。

第二组：使煤油从150℃冷却到35℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为15t/h。

三、设计任务1 合理的参数选择和结构设计2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算四、设计说明书内容1 传热面积2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核3 壳体直径4 结构设计包括流体壁厚5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管五、设计进度1 设计动员，下达设计任务书0.5天2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天4 绘图3~4天5 整理，抄写说明书2天用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书一、设计的目的通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。

总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。

二、设计的指导思想1 结构设计应满足工艺要求2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠3 设计符合现行国家标准等4 安装、维修方便三、设计要求1 计算正确，分析认证充分，准确2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范4 独立完成四、设计课题工程背景在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以长岭炼油厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。

五、参考文献1 贾绍义，化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，2002。

82 传热设备及工业炉，化学工程手册第8篇，19873 化工设备设计手册编写组. 金属设备，19754 尾范英郎（日）等，徐忠权译，热交换设计物册，19815 谭天恩等. 化工原理(上、下册)化学工业出版社.六、设计思考题1设计列管式换热器时，通常都应选用标准型号的换热器，为什么？2 为什么在化工厂使用列管式换热最广泛？3 在列管式换热器中，壳程有挡板和没有挡板时，其对流传热系数的计算方法有何不同？4 说明列管式换热器的选型计算步骤？5 在换热过程中，冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的？6 说明常用换热管的标准规格（批管径和管长）。

7 列管式换热器中，两流体的流动方向是如何确定的？比较其优缺点？七、部分设计问题引导1列管式换热器基本型式的选择2 冷却剂的进出口温度的确定原则3 流体流向的选择4 流体流速的选择5 管子的规格及排列方法6 管程数和壳程数的确定7 挡板的型式题目3、4 正戊烷冷凝器设计任务书一、设计名称正戊烷冷凝器的设计二、设计条件1．操作条件（1）正戊烷、冷凝温度为51.7℃，冷凝液于饱和液体下离开冷凝器；（2）冷却介质，地下水，流量为7 000kg/h，入口温度：第3组为20℃，第4组为30℃；（3）允许压强降，不大于105Pa；（4）每年按300天计；每天24 h连续运转。

2．处理能力第3组为10000T/Y正戊烷，第4组为20000T/Y正戊烷；3．设备型式立式列管冷凝器二、设计任务1．选择合适的立式列管冷凝器并进行较核计算2．对冷凝器的附件进行设计，包括结构设计。

三、设计说明书的内容1. 课程名称、首页、目录及页码2. 前言3. 简述设计内容，自己设计的特点，引用的标准等4. 热量衡算及初步估算换热面积；5. 冷凝器的选型及流动空间的选择6. 工艺流程图；7. 冷凝器的较核计算；8. 结构及附件设计计算9. 冷凝器的主要数据一览表；10. 设计结果评价；11. 附立式列管冷凝器总装图四、设计进度1. 设计动员，下达设计任务书0.5天2. 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天3. 工艺设计计算，结构设计计算（包括电算）5~6天4. 绘图3~4天5. 整理，抄写说明书2天6. 设计小结及答辩2天正戊烷冷凝器设计指导书一、设计目的1．巩固学生对课本知识的理解，深化认识；2．培养学生分析问题，解决问题的能力；3．树立学生工程观念和经济观念；4．使学生对设备总装图有初步知识。

二、设计指导思想1．结构设计应满足工艺要求；2．设计要符合现行国家标准；3．结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠；4．制造工艺可行，维修方便。

三、设计要求1. 说明书采用统一封面和纸张；2. 方案和流程的选择要阐明理由3. 设计过程应次清晰，内容完全；4. 设计、计算中所采用的公式、数据、图表等注明出处，有些需说明理由；5. 一律用钢笔填写，要排列整齐，字体端正，书面整洁；6. 计算过程均应写出；7. 设备图以制图要求为准；8. 集中做设计，独立完成。

四、设计课题工业背景炼油厂精馏塔塔顶冷凝器蒸汽主要是正戊烷，以此为原料设计一正戊烷冷凝器五、参考文献1. 兰州石油机械研究所. 换热器（上册）. 烃加工出版社，19862. E.U施林德尔. 换热器设计手册(第四卷). 机械工业出版社,19893. 华南理工大学化工原理教研室. 化工过程及设备设计. 华南工学院出版社,19864. 大连理工大学化工原理教研. 化工原理课程设计, 大连理工大学出版社,19945. 贾绍义，化工传递与单元操作课程设计，天津大学出版社，2002。

86. 顾芳珍等.化工设备设计基础. 天津大学出版社,19947. 化学工程手册编辑委员会,化学工程手册第7篇,化学工业出版社,19858. 化工部设备设计技术中心站. 化工设备图册第三分册,1988六、设计思考题1. 冷却水出口温度如何确定?2. 流体流动空间的选择原则是什么?3. 在中,各项含义是什么,在不同情况下说明提高K值的途径及采取的措施?4. 管壳式换热器中，采用多管程的目的是什么？在壳程加挡板的目的又是什么？5. 在什么情况下，固定板换热器要设计膨胀节？6. 列管式冷凝器的蒸汽入口处是否需设计缓冲挡板？7. 列管式冷凝器的换热管的排列方式有几种，如何选用？8. 立式列管式冷凝器是否要设计支座，选用什么标准确定支座的尺寸？9. 列管式冷凝器的接管的设计依据是什么？10. 如何判断你所设计的换热器性能及经济上的适用性的优劣？七、部分设计问题引导1. 自定冷却水的出口温度，并由热量衡算确定其用量.2. 估计K值大小，应首先估计对流传热系数较小一侧的对流传热系数？3. 设计换热设备既要考虑操作费用，又要考虑设备费用，也就是既要使阻力降不能太高，也不能使传热面积较大，使管程的冷却水有一个合适的流速。

题目5、6 乙醇—水精馏塔顶产品冷凝器的设计任务书一、设计名称精馏塔顶产品全凝器二、设计条件1. 处理量：第5组6万t/y，第6组8万t/y2. 产品浓度含乙醇第7组90%，第8组95%3. 操作压力常压4. 冷却介质水（P为0.3MPa，进口温度30℃，出口温度40℃）三、设计任务设计一冷凝器，冷凝乙醇—水系统精馏塔顶部的馏出产品。

产品中乙醇的浓度为90%或95%，处理量为6或8万t/y，要求全部冷凝。

冷凝器操作压力为常压，冷却介质为水，其压力为0.3MPa ，进口温度为30℃，出口温度为40℃。

四、计说明书概要1. 目录2. 概述3. 热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等）4. 结构设计与说明5. 设计总结6. 参考文献7. 附工艺流程图及冷凝器装配图一张五、设计进度1. 设计动员，下达设计任务书0.5天2. 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天3. 工艺设计计算，结构设计计算（包括电算）5~6天4. 绘图3~4天5. 整理，抄写说明书2天乙醇水精馏塔塔顶不产品冷凝器设计指导书一、设计目的通过对乙醇—水系统精馏塔顶产品全凝器的设计，使学生了解和掌握化工单元操作设备设计的步骤、方法及基本技能，熟悉文献资料及物性参数的查阅和收集方法，懂得如何论证优化设计方案，合理科学地应用公式及数据。

在设计中提高学生的分析能力和解决问题的能力。

二、设计指导思想设计要考虑其科学性、先进性及可行性，同时又要经济合理，同时要符合环保要求。

三、设计要求整个设计由论述、设计计算和绘图三部分组成，论据要清晰、充分、有据。

计算要正确可靠，图纸要整洁规范，应符合国家标准。

学生可由2至3人一组进行讨论，解决设计中的疑难问题或对设计进行优化。

四、设计课题的工程背景采用薯类与谷类原料进行发酵。

发酵法制乙醇是一个很复杂的生化过程，发酵在密封的发酵罐中进行产生的CO2的纯度饿达99—99.5%以上，其余为气态杂质，组分(以CO2质量为基准)为：乙醇0.4~0.8%，脂类0.03~0.4%，酸类0.08~0.09%。

成熟发酵醪中的乙醇必须经过初馏、精馏和除杂才能得到合格的乙醇。

本课程设计即为粗乙醇（初馏塔出来的乙醇—水溶液），在进行精馏获得合格产品的过程中，精馏塔顶冷凝器的设计。

发酵法制乙醇的工艺也可以参考有关书籍或文献资料。

五、主要参考文献1. 胡振援编。

简明化工原理实验，华中师范大学出版社，1997年2. 化工过程及设备设计，华南理工大学出版社，1986年3. 谭天恩，麦本熙，丁惠华等编，上下册（第二版），化学工业出版社4. 朱俜冠编，换热器原理及计算，清华大学出版社，19875. 化工手册编委会编。

化工手册（第一篇），化学工业出版社，19806. 朱思明，汤善普等编，化工设备机械基础，华南理工大学出版社，19917. （日）燔野佐一等编。

换热器，化学工业出版社六、设计思考题1. 换热器及作业原理2. 影响传热的主要因素有哪些3. 荷为冷凝器，冷凝器的出要型式及结构4. 选择走管程或壳程的介质应考虑什么原则5. 循环冷却水的进出口温度确定原则6. 设计冷凝器的主要步骤7. 对冷凝器的设计你进行了那些优化七、部分设计问题指导学生在接受设计任务后，首先应明确设计的步骤，方向，如何查阅有关数据和收集资料，并确定设计方案。

本设计应在以下几个方面的加以指导：1. 物性数据的查阅在设计中涉及到水，乙醇等的多种物理参数，如密度，黏度，热容，汽化潜热，导热系数等等，如何正确的查阅数据是化工技术人员的基本功，因此在这方面应加以指导。

2. 经验公式的正确应用在设计中要用到某些经验公式，如果选择不当的则会使设计发生误差。

如壳程换热系数计算时，如果采用单管公式显然不对。

因为工业换热器的气体冷凝比单管要复杂的多，从上排管外流下的冷凝液在下排管会产生一定的撞击和飞溅，从而使下一排管外的冷凝膜并不像单管叠加时那么厚，同时附加的扰动又会加速传热，在缺乏可靠数据可采用经验公式估算。