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列管式换热器设计

微笑的香烟
机灵的便当
2023-03-07 06:33:16

列管式换热器设计

最佳答案
明理的故事
快乐的绿茶
2025-09-14 22:20:33

2、设计方案的选择

2.1换热器型式的选择

在乙醇精馏过程中塔顶一般采用的换热器为列管式换热器,故初步选定在此次设计中的换热器为列管式换热器。

列管式换热器的型式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。在乙醇精馏的过程中乙醇是在常压饱和温度下冷凝,进口温度为76℃,出口温度为45。冷却介质为水,入口温度为24℃,出口温度为36℃,两流体的温度差不是很大,再根据概述中各种类型的换热器的叙述,综合以上可以选用固定管板式换热器。

2.2流体流速的选择

流体流速的选择涉及到传热系数、流动阻力及换热器结构等方面。增大流速,可加大对流传热系数,减少污垢的形成,使总传热系数增大;但同时使流动阻力加大,动力消耗增多;选择高流速,使管子的数目减小,对一定换热面积,不得不采用较长的管子或增加程数,管子太长不利于清洗,单程变为多程使平均传热温差下降。因此,一般需通过多方面权衡选择适宜的流速。表1至表3列出了常用的流速范围,可供设计时参考。选择流速时,应尽可能避免在层流下流动。

表1 管壳式换热器中常用的流速范围

流体的种类一般流体易结垢液体气体

流速,m/s管程0.5 ~3.0>1.05.0 ~30

壳程0.2 ~1.5>0.53.0 ~15

表2 管壳式换热器中不同粘度液体的常用流速

液体粘度,mPa·s>15001500 ~500500 ~100100 ~3535 ~ 1<1

最大流速,m/s0.60.751.11.51.82.4

表3 管壳式换热器中易燃、易爆液体的安全允许速度

液体名称乙醚、二硫化碳、苯甲醇、乙醇、汽油丙酮

安全允许速度,m/s<1<2 ~3<10

由于使用的冷却介质是井水,比较容易结垢,乙醇则不易结垢。水和乙醇的粘度都较小,参考以上三个表格数据可以初步选定管程流速为0.9m/s,壳程流速为7m/s。

2.3流体出口温度的确定

冷却介质水的入口温度24℃,出口温度为36℃,故,可以求得水的定性温度为:Tm=30℃

热流体乙醇在饱和温度下冷凝,故可以确定入口温度和出口温度相同,故乙醇的定性温度Tm=60.5℃。

2.4管程数和壳程数的确定

当换热器的换热面积较大而管子又不能很长时,就得排列较多的管子,为了提高流体在管内的流速,需将管束分程。但是程数过多,导致管程流动阻力加大,动力能耗增大,同时多程会使平均温差下降,设计时应权衡考虑。管壳式换热器系列标准中管程数有 1、2、4、6 四种。采用多程时,通常应使每程的管子数相等。

管程数N按下式计算:

N=u/v

式中 u——管程内流体的适宜流速;

V——管程内流体的实际流速。第二章 工艺设计计算

1确定物性数据

水的定性温度为Tm=(24+36)/2=30℃,乙醇的定性温度为Tm=(76+45)/2=60.5℃

两流体在定性温度下的物性数据

物性

流体

乙醇60.57570.69422.830.1774

水309960.0.84.200.617

2热负荷及传热面积的确定

1、计算热负荷

冷凝量=3.51Kg/s

热负荷Q1=r= 3.51×2.83×31=307.93kW

2、计算冷却水用量

换热器损失的热负荷:以总传热量的3%计;

则Q2=q/(1-0.03)=317.46kW

水的流量可由热量衡算求得,即

==317460/4.2(36-24)=9.35kg/s

3、计算有效平均温度差:

逆流温差℃。

4、选取经验传热系数K值

根据管程走循环水,壳程走乙醇,总传热系数K现暂取:

5、估算换热面积

3换热器概略尺寸的确定

管径和管内流速

选用Φ25×2.5mm较高级冷拔传热管(碳钢),取管内流速 u1=0.8m/s。

管程数和传热管数

可依据传热管内径和流速确定单程传热管数

按双程管计算,所需的传热管长度为

按双程管设计,传热管适中,可以用双管程结构。根据本设计实际情况,现取传热管长l=4m,则该换热器的管程数为

传热管总根数 N=38×2=76(根)

3、平均传热温差校正及壳程数

平均温差校正系数有 :

R=2.6P=0.23

双壳程,双管程结构,查得ε=0.923

平均传热温差

由于平均传热温差校正系数大于0.8,同时壳程流体流量较大,故取双壳程合适。

4、壳体内径

则横过管数中心线管的根数

在计算壳体内径时可用公式:

D=t

b取传热管外径,则:

D=32(10-1)+50=338mm

按卷制壳体的进级档,可取D=350mm

卧式固定管板式换热器的规格如下:

公称直径D…………………………350mm

公称换热面积S……………………23.9m2

管程数……………………………2

管数n………………………………76

管长L………………………………4m

管子直径……………………………

管子排列方式………………………正三角形

5、折流板

采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20%,则切去的圆缺高度为h=0.20*250=75mm。

取折流板间距B=0.3D,则

B=0.3*250=105mm,可取B=150mm。

折流板数N=传热管长/折流板间距-1=8000/150-1=26(块)

4面积与总传热系数核算

1、壳程表面传热系数

2、管内表面传热系数

有公式:

管程流体流通截面积

管程流体流速

普朗特数

Pr=5.446

则ai=2.2

3、污垢热阻和管壁热阻

管外侧污垢热阻

所以管内侧污垢热阻

管壁热阻计算,碳钢在该条件下的热导率为50.29w/(m·K)。所以

4、传热系数K

依传热系数公式

5、传热面积裕度

可得所计算传热面积Ap为:

该换热器的实际传热面积为

该换热器的面积裕度为

5.压降校核

1、计算管程压降

(结垢校正系数,管程数,壳程数)

取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm,则,而Rei=9700,于是

对的管子有

<Pa

故, 管程压降在允许范围之内。

2、计算壳程压降

按式计算

, ,

流体流经管束的阻力

F=0.5

壳程流体流速及其雷诺数分别为:

流体流过折流板缺口的阻力

, B=0.2m , D=0.5m

总阻力

第三章 计算结果一览表

换热器主要结构尺寸和计算结果列表如下:

项目结果单位

换热器公称直径D350

换热器管程数2---

换热器管子总数N76根

换热器单管长度L4m

换热器管子规格mm

换热器管子排列方式正三角形错列---

管心距32mm

隔板中心到最近管中心距S22mm

各程相邻管管心距2S44mm

折流板间距B150mm

折流板数N26块

折流板外径365mm

折流板厚度5mm

壳体厚度10mm

壳程流体进口接管规格mm

壳程流体出口接管规格mm

管程流体进出口接管规格mm

封头厚度10mm

封头内径350mm

封头曲面高度100mm

封头直径高度20mm

传热负荷Q317.46KW

乙醇流量3.51kg/s

循环水流量 9.35Kg/s

初选总传热系数Ko450W/m2.k

初步估算传热面积A23.9m

管程流速0.8m/s

壳程传热系数o925.4W/m2.k

管程传热系数i2200W/m2.k

总传热系数K575.4W/m2.k

所需传热面积A20.3m

实际传热面积A21.34m

传热面积裕度H5.1%---

管程压降Pt3200Pa

壳层压降Ps5400Pa

第四章 换热管图(见附图)

第四章 流程图(见附图)

第四章 设计评述

通过分析管壳式换热器壳程传热与阻力性能特点,说明在采用能量系数K/N来评

价强化传热时,应更着眼于提高其换热性能。本设计中:

K/N=0.0669

满足要求,性能良好。

本设计通过对面积校核,压降校核,等计算可知均满足要求,且传热效率符合要求,能很好的完成任务。

经济和环境效益评价:生命周期方法是一种针对产品或生产工艺对环境影响进行评价的过程,它通过对能量和物质消耗以及由此造成的废弃物排放进行辨识和量化,来评估能量和物质利用对环境的影响,以寻求对产品或工艺改善的途径。这种评价贯穿于产品生产、工艺活动的整个生命周期,包括原材料的开采和加工、产品制造、运输、销售、产品使用与再利用、维护、再循环及最终处置。设计中使用水作冷却剂,无污染,耗资少,无有害气体产生,整个过程简单,易操作,环境和经济效益良好。

本设计中面积,传热系数,压降等均有比较好的裕度保证,即使生产使用中出现比较大的误差,设备结构也能保证不出现打的安全损伤的事故,具有良好可靠的安全保证。

第五章 个人小结

本次课程设计是理论联系实际的桥梁,是我们学习化工设计基础的初步尝试。通过课程设计,使我们能综合运用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成了指定的化工设计任务,从而得到了化工程序设计的初步训练。通过课程设计,使我们更加深刻的了解了工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法,培养了我们分析和解决工程实际问题的能力。

此外,通过本次课程设计,提高了我们以下方面的能力:

1 熟悉查阅文献资料,搜索有关数据。正确选用公式。

2 准确而迅速地进行过程计算用主要设备的工艺设计计算。

3 用精炼的语言,简洁的文字,清晰的图表来表达自己的设计思想的计算结果。

4 同样也发现了自己的诸多不足之处,对所学知识的熟悉程度不够,浪费了不少的时间。

第六章 参考文献

1.钱颂文主编,《换热器设计手册》,化学工业出版社,2002。

2. 贾绍义,柴诚敬等,《化工原理课程设计》,天津大学出版社,1994.

3.匡国拄,史启才等,《化工单元过程及设备课程设计》,化学工业出版社,2002.

4. 王志魁主编,《化工原理》,化学工业出版社,2004.

5. 陈敏恒,丛德兹等. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京:化学工业出版社,2000.

6. 何潮洪等编,《化工原理》,科学出版社,2001年.

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最新回答
狂野的小甜瓜
超帅的彩虹
2025-09-14 22:20:33

看题目知道苯乙烯介质在换热器中是个降温过程,所以循环冷却水的出口温度不可高于苯乙烯的出口温度。循环冷却水宜用常温净水代替,进口水温设置在20度吧,出口水温设置在50度。然后计算苯乙烯的质量流量和它所需要吸收的热量。用这个热量Q/4.2/(50-20)=水的流量。假设一个推荐流速,然后计算管径,得出进出水管口直径,换热器内的流速要计算换热器的流通截面积后,才能计算水的流速,是一个迭代计算过程,一次计算是得不到合理的结果的。计算时要考虑设备的造价和冷却水的用量。

忧虑的奇异果
缓慢的自行车
2025-09-14 22:20:33
转载,供参考:列管式换热器的设计和选用(1) 列管式换热器的设计和选用应考虑的问题

◎ 冷、热流体流动通道的选择

 具体选择冷、热流体流动通道的选择

在换热器中,哪一种流体流经管程,哪一种流经壳程,下列几点可作为选择的一般原则:

a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程,因管内清洗方便。

b) 腐蚀性流体宜在管程,以免管束和壳体同时受到腐蚀。

c) 压力高的流体宜在管内,以免壳体承受压力。

d) 饱和蒸汽宜走壳程,因饱和蒸汽比较清洁,表面传热系数与流速无关,而且冷凝液容易排出。

e) 流量小而粘度大( )的流体一般以壳程为宜,因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是绝对的,如流动阻力损失允许,将这类流体通入管内并采用多管程结构,亦可得到较高的表面传热系数。

f) 若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将表面传热系数大的流体通入壳程,以减小热应力。

g) 需要被冷却物料一般选壳程,便于散热。

以上各点常常不可能同时满足,应抓住主要方面,例如首先从流体的压力、防腐蚀及清洗等要求来考虑,然后再从对阻力降低或其他要求予以校核选定。

◎ 流速的选择

 常用流速范围流速的选择

流体在管程或壳程中的流速,不仅直接影响表面传热系数,而且影响污垢热阻,从而影响传热系数的大小,特别对于含有泥沙等较易沉积颗粒的流体,流速过低甚至可能导致管路堵塞,严重影响到设备的使用,但流速增大,又将使流体阻力增大。因此选择适宜的流速是十分重要的。根据经验,表4.7.1及表4.7.2列出一些工业上常用的流速范围,以供参考。

表4.7.1 列管换热器内常用的流速范围流体种类流速 m/s管程壳程一般液体

宜结垢液体

气 体0.5~0.3

>1

5~300.2~1.5

>0.5

3~15

表4.7.2 液体在列管换热器中流速(在钢管中)液体粘度 最大流速 m/s>1500

1000~500

500~100

100~53

35~1

>10.6

0.75

1.1

1.5

1.8

2.4◎ 流动方式的选择

 流动方式选择流动方式的选择

除逆流和并流之外,在列管式换热器中冷、热流体还可以作各种多管程多壳程的复杂流动。当流量一定时,管程或壳程越多,表面传热系数越大,对传热过程越有利。但是,采用多管程或多壳程必导致流体阻力损失,即输送流体的动力费用增加。因此,在决定换热器的程数时,需权衡传热和流体输送两方面的损失。

当采用多管程或多壳程时,列管式换热器内的流动形式复杂,对数平均值的温差要加以修正,具体修正方法见4.4节。

◎ 换热管规格和排列的选择

 具体选择 换热管规格和排列的选择

换热管直径越小,换热器单位体积的传热面积越大。因此,对于洁净的流体管径可取小些。但对于不洁净或易结垢的流体,管径应取得大些,以免堵塞。考虑到制造和维修的方便,加热管的规格不宜过多。目前我国试行的系列标准规定采用 和 两种规格,对一般流体是适应的。此外,还有 ,φ57×2.5的无缝钢管和φ25×2, 的耐酸不锈钢管。

按选定的管径和流速确定管子数目,再根据所需传热面积,求得管子长度。实际所取管长应根据出厂的钢管长度合理截用。我国生产的钢管长度多为6m、9m,故系列标准中管长有1.5,2,3,4.5,6和9m六种,其中以3m和6m更为普遍。同时,管子的长度又应与管径相适应,一般管长与管径之比,即L/D约为4~6。

管子的排列方式有等边三角形和正方形两种(图4.7.11a,图4.7.11b)。与正方形相比,等边三角形排列比较紧凑,管外流体湍动程度高,表面传热系数大。正方形排列虽比较松散,传热效果也较差,但管外清洗方便,对易结垢流体更为适用。如将正方形排列的管束斜转45°安装(图4.7.11c),可在一定程度上提高表面传热系数。

图4.7.11 管子在管板上的排列

◎ 折流挡板

 折流挡板间距的具体选择折流挡板

安装折流挡板的目的是为提高管外表面传热系数,为取得良好的效果,挡板的形状和间距必须适当。

对圆缺形挡板而言,弓形缺口的大小对壳程流体的流动情况有重要影响。由图4.7.12可以看出,弓形缺口太大或太小都会产生"死区",既不利于传热,又往往增加流体阻力。

 a.切除过少 b.切除适当 c.切除过多

图4.7.12 挡板切除对流动的影响

挡板的间距对壳体的流动亦有重要的影响。间距太大,不能保证流体垂直流过管束,使管外表面传热系数下降;间距太小,不便于制造和检修,阻力损失亦大。一般取挡板间距为壳体内径的0.2~1.0倍。我国系列标准中采用的挡板间距为:

固定管板式有100,150,200,300,450,600,700mm七种

浮头式有100,150,200,250,300,350,450(或480),600mm八种。(2)流体通过换热器时阻力的计算

换热器管程及壳程的流动阻力,常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时,则应修改设计参数或重新选择其他规格的换热器。按一般经验,对于液体常控制在104~105Pa范围内,对于气体则以103~104Pa为宜。此外,也可依据操作压力不同而有所差别,参考下表。换热器操作允许压降△P换热器操作压力P(Pa)允许压降△P<105 (绝对压力)

0~105 (表压)

>105 (表压)0.1P

0.5P

>5×104 Pa◎ 管程阻力

 管程阻力可按一般摩擦阻力计算式求得。

 具体计算公式管程阻力损失

管程阻力损失可按一般摩擦阻力计算式求得。但管程总的阻力 应是各程直管摩擦阻力 、每程回弯阻力 以及进出口阻力 三项之和。而 相比之下常可忽略不计。因此可用下式计算管程总阻力损失 :

 

 式中  每程直管阻力 ;

每程回弯阻力 ;

Ft-结构校正系数,无因次,对于 的管子,Ft=1.4,对于 的管子Ft=1.5;

Ns-串联的壳程数,指串联的换热器数;

Np-管程数;

由此式可以看出,管程的阻力损失(或压降)正比于管程数Np的三次方,即

  ∝

对同一换热器,若由单管程改为两管程,阻力损失剧增为原来的8倍,而强制对流传热、湍流条件下的表面传热系数只增为原来的1.74倍;若由单管程改为四管程,阻力损失增为原来的64倍,而表面传热系数只增为原来的3倍。由此可见,在选择换热器管程数目时,应该兼顾传热与流体压降两方面的得失。

◎ 壳程阻力

 对于壳程阻力的计算,由于流动状态比较复杂,计算公式较多,计算结果相差较大。

 埃索法计算公式壳程阻力损失

对于壳程阻力损失的计算,由于流动状态比较复杂,提出的计算公式较多,所得计算结果相差不少。下面为埃索法计算壳程阻力损失的公式:

 

 式中 -壳程总阻力损失, ;

-流过管束的阻力损失, ;

-流过折流板缺口的阻力损失, ;

Fs-壳程阻力结垢校正系数,对液体可取Fs=1.15,对气体或可凝蒸汽取Fs=1.0;

Ns-壳程数;

 又管束阻力损失  

折流板缺口阻力损失

 式中 -折流板数目;

  -横过管束中心的管子数,对于三角形排列的管束, ;对于正方形排列的管束, , 为每一壳程的管子总数;

 B-折流板间距,m;

 D-壳程直径,m;

  -按壳程流通截面积或按其截面积 计算所得的壳程流速,m/s;

 F-管子排列形式对压降的校正系数,对三角形排列F=0.5,对正方形排列F=0.3,对正方形斜转45°,F=04;

  -壳程流体摩擦系数,根据 ,由图4.7.13求出(图中t为管子中心距),当 亦可由下式求出:

因 , 正比于 ,由式4.7.4可知,管束阻力损失 ,基本上正比于 ,即

若挡板间距减小一半, 剧增8倍,而表面传热系数 只增加1.46倍。因此,在选择挡板间距时,亦应兼顾传热与流体压降两方面的得失。同理,壳程数的选择也应如此。

图4.7.13 壳程摩擦系数f0与Re0的关系列管式换热器的设计和选用(续) (3)列管式换热器的设计和选用的计算步骤

设有流量为去qm,h的热流体,需从温度T1冷却至T2,可用的冷却介质入口温度t1,出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程:

当Q和 已知时,要求取传热面积A必须知K和 则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。可见,在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下,选用或设计换热器必须通过试差计算,按以下步骤进行。

◎ 初选换热器的规格尺寸

◆ 初步选定换热器的流动方式,保证温差修正系数 大于0.8,否则应改变流动方式,重新计算。

◆ 计算热流量Q及平均传热温差△tm,根据经验估计总传热系数K估,初估传热面积A估。

◆ 选取管程适宜流速,估算管程数,并根据A估的数值,确定换热管直径、长度及排列。 ◎ 计算管、壳程阻力

在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上,就可以计算管、壳程流速和阻力,看是否合理。或者先选定流速以确定管程数NP和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时NP与B是可以调整的参数,如仍不能满足要求,可另选壳径再进行计算,直到合理为止。

◎ 核算总传热系数

分别计算管、壳程表面传热系数,确定污垢热阻,求出总传系数K计,并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多,应重新估算。

◎ 计算传热面积并求裕度

根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△tm,由总传热速率方程计算传热面积A0,一般应使所选用或设计的实际传热面积AP大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右,裕度的计算式为:

换热器的传热强化途径如欲强化现有传热设备,开发新型高效的传热设备,以便在较小的设备上获得更大的生产能力和效益,成为现代工业发展的一个重要问题。

依总传热速率方程:

强化方法:提高 K、A、 均可强化传热。

◎提高传热系数K

热阻主要集中于 较小的一侧,提高 小的一侧有效。

◆ 降低污垢热阻

◆ 提高表面传热系数

  提高 的方法:

无相变化传热:

 1) 加大流速;

 2)人工粗造表面;

 3)扰流元件。 有相变化传热:

蒸汽冷凝 :

 1)滴状冷凝,

 2)不凝气体排放,

 3)气液流向一致 ,

 4)合理布置冷凝面,

 5)利用表面张力 (沟槽 ,金属丝)液体沸腾:

 1)保持核状沸腾,

 2) 制造人工表面,增加汽化核心数。

◎ 提高传热推动力

 加热蒸汽P ,

◎ 改变传热面积A

关于传热面积A的改变,不以增加换热器台数,改变换热器的尺寸来加大传热面积A,而是通过对传热面的改造,如开槽及加翅片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热过程。

清脆的眼睛
甜美的飞鸟
2025-09-14 22:20:33
Q=CM(温差)

热媒供热量=4.19*25.5/3.6*(95-70)

生活用水需热量=4.19*X/3.6*(50-10),生活热水用水量x=25.5*25/40=15.94t/h

你需要的生活热水用量为29.5T/h,计算的出为15.94,达不到你的要求

只能提供15.94t/h的用热水需求

虚拟的黑米
义气的钢笔
2025-09-14 22:20:33
《化工原理课程设计》教学大纲(2005)0 一、 课程的性质、目的与任务 性质:课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试;是对学生在规定的时间内完成指定的化工单元操作设计任务的初步训练。 目的、任务: (1)通过化工原理课程设计,培养学生能综合运用本课程和前修课程的基础知识,进行融会贯的独立思考能力,巩固和强化化工原理有关课程的基本理论和基本知识; (2)培养学生化工工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力,了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的主要程序和方法,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练; (3)培养学生分析和解决工程实际问题的能力,树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风,为学生后续课程及毕业设计打下一定的基础。 (4)使学生熟悉查阅并能综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料;进一步掌握识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能;完成作为工程技术人员在工艺设计方面所必备的设计能力的基本训练。 二、 课程设计的内容与安排 1. 课程设计课题目的选择 本课程的设计包括列管式换热器、板式精馏塔、板式吸收塔、填料精馏塔、填料吸收塔或其它典型化工设备的设计,学生可从中选择一种化工设备进行设计。 2.课程设计的内容及要求 2.1内容 A.列管式换热器(或其它换热器)的设计 ①主要技术要求和指标 a. 选择列管式换热器的结构 b. 计算传热平均温差 c. 计算总传热系数 d. 计算总传热面积 ②方案选择及原理 e. 列管式换热器型式的选择:主要依据换热系数及流过管壳程流体的温差来确定。 f. 流体流动空间的选择:主要从传热系数、设备结构、清洗方便来确定。 g. 流体流速的选择:由设备费和操作费的总和决定,即由经济衡算确定,同时流速的选择还应使管长和管程适当。 h. 流体流动管程的选择:主要从操作费用、设备费用综合考虑。 i. 流体的出口温度:主要依据操作费用及设备参数来确定。 j. 管程数与壳程数的确定:管内流体流量较小时,管内流速较低,对流传热系数较小,为提高管内流速可采用多管程数,但程数过多,流体流动阻力增大且平均温差下降,故设计时应综合考虑各因素来确定程数。 B. 板式塔的设计:筛板塔、浮阀塔或其它塔(精馏或吸收) ①主要技术要求和指标 a. 塔径 b.理论塔板数 c.实际塔板数 d.塔高、塔板的设计,溢流装置与流体流型、筛板的流体力学验算 ②方案选择及原理 a. 装置流程的确定:要较全面、合理地兼顾设备费用、操作费用、操作控制方便及安全因素。 b. 操作压强的选择:根据冷凝温度决定。 c. 进料状态的选择:原则上,在供热量一定的情况下,热量应尽可能由塔底进入,使产生的气相回流在全塔发挥作用,即宜冷进料。但为使塔的操作稳定,免受季节气温影响,提馏段采用相同塔径以便于制造,则常采用饱和液体(泡点)进料,但需增设原料预热器。若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高,料液产生结焦或聚合,则应采用气态进料。 d. 加热方式的选择:大多采用间接蒸汽加热,设置再沸器;当塔釜残留液的主要成分为水分时,可以用直接水蒸气加热,此时可省掉加热设备,但需要增加提馏段的塔扳数。 e. 回流比的选择:力求使总费用最低,一般经验值为R=(1.1~1.2)Rmin,对特殊物系与场合应根据实际情况选择回流比。 C. 填料塔的设计(精馏或吸收) 主要技术要求和指标 a. 合理选择填料种类、规格、材质; b. 塔径、填料层高度; c. 填料层压降计算; d. 填料塔内件选择,液体分布器设计,液体分布器布液能力的计算 2.2设计成果 (1)完成主要设备的工艺设计,设计说明书1份,按要求完成课程设计说明书。 (2)完成主要设备设计(包括外形图和剖面图各1张,零部件图1-2张)。 2.3设计成果要求 a. 按要求认真、仔细、完成课程设计说明书。说明书书面整洁,结构力求合理、完整; b. 设计合理、实用、经济、工艺性好,能理论联系实际,综合考虑问题, c. 查阅、计算、处理数据准确; d. 所绘图纸要求表达清晰、图面整洁,符合制图标准; 3.教学安排 本课程设计时间一周。 向学生布置课程设计有关任务, 学生也可以自己立题(相同题目少于5人),提出有关要求,讲解与设计有关的主要内容(2学时);熟悉设计内容并查询有关资料(1天);从事课程设计具体工作(2天);绘制课程设计图纸(1天);整理课程设计说明书(1天)。 课程设计的步骤和进度: 3.1准备阶段 1)设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸等; 2)认真研究设计任务书,分析设计题目的原始数据和工艺条件,明确设计要求和设计内容; 3)设计前应认真复习有关教科书、熟悉有关资料和设计步骤; 4)应结合现场参观,熟悉典型设备的结构,比较其优缺点。 3.2设计阶段 化工原理课程设计主要是对单元操作中主要设备进行工艺设计。根据单元操作中的工艺条件(压力、温度、介质特性、物料量等)及原始数据,查取有关数据,进行物料衡算;围绕着设备内、外附件的工艺尺寸进行选型、设计;并对设计结果进行校核。这一步往往通过“边算、边选、边改”的做法来进行。 3.3设计说明书 设计计算说明书是图纸设计的理论依据,是设计计算的整理和总结,是审核设计的技术文件之一。其内容大致包括: 1) 封面: 包括课程设计题目、系别、班级、学生姓名、设计时间等。 2) 目录 3) 设计任务 4) 概述与设计方案的分析和和拟定, 工艺流程简图与主体设备工艺条件图 5) 设计条件及主要物性参数表 6) 按设计任务顺序说明(有关参数计算、物料衡算,主要设备各部分工艺尺寸的确定和设计计算、设计结果校核) 7) 设计结果汇总表 8) 对本设计的评述 本部分主要介绍设计者对本设计的评价及设计者的学习体会。 9 )参考文献 10) 附录 3.4制图 根据计算结果,选取一定比例,按要求进行制图。 3.5课程设计答辩 课程设计的图样及说明书全部完成后,须经指导教师审阅,得到认可后,方能参加答辩。 4.课程设计的成绩评定 课程设计的成绩要根据图样、说明书和答辩所反映的设计质量和能力,以及设计过程中的学习态度综合加以评定。 总体表现:态度认真,积极思考,独力分析问题、解决问题能力强 20% 设计说明书: 40% 其中 书写工整,结构合理、完整10% 设计方案正确,思路清晰10% 设计计算正确,条理清楚 20% 设计图图纸正确、清晰、整洁 25% 答辩15% 教学建议: 希望能将课程设计与生产实习、毕业实习相结合,使该课程更好地发挥其作用。 四.教材及教学参考资料 教材:柴诚敬,刘国维,李阿娜主编.化工原理课程设计,天津:天津科学技术出版社,2002 (4) 参考资料: [1] 郑帜等.化工工艺设计手册,北京:化学工业出版社,1994(8) [2] 时钧等.化学工程手册 ,北京:化学工业出版社,1996(2) [3] 姚玉英主编.化工原理,天津:天津大学出版社,1999(1) 责 任 表 执笔人 邹丽霞 专业负责人 熊国宣 院长 罗明标 参加 讨论 人员 黄国林、熊国宣、刘峙嵘、许文苑、黄海清、陈中胜、孟利娜、梁喜珍,杨婥 日期 2005年1月10日

沉默的睫毛
清爽的大雁
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(ps 表格弄上来有点乱哈- -||,慢慢看)

1.2 暖通空调工程施工图设计说明书

一、主要设计参数

1.室外设计气象参数

(1)空调室外计算干球温度

冬季twk=-----------℃

夏季twg =-----------℃

(2)夏季空调室外计算湿球温度tws=-----------℃。

(3)冬季空调室外计算相对湿度(最冷月月平均相对湿度)Φ=-----------%。

(4)大气压力

冬季Pd=hpa;

夏季Px=hpa。

2.室内设计参数见表1.2.l。

室内设计参数表 表1•2•1

夏季 冬季

新风量

(m3/h)

噪音声级db(A) 空气中含尘量

mg/m3

温度

℃ 相对湿度

% 平均风速

m/s 温度

℃ 相对湿度

% 平均风速

m/s

1

2

3

.

.

.

二、空调系统的划分、冷热指标与运行工况

1 .空调系统的划分(见空调系统划分表1.2.2)

空调系统划分表 表1.2.2

系统编号 服务房间 送风量m3/h 设计负荷Kw 空调方式 气流组织形式

夏季 冬季

K-1

K-2

K-3

2.冷、热指标

本项目空调建筑总面积为.______m2,二季设计冷负荷为_____kw,冬季设计热负荷为.kw,建筑平面冷指标为______W/m2,建筑平面热指标为______W/m2。

3.空调系统的设计运行工况,见表1.2.3。

空调系统的设计运行工表 表1.2.3。

系统编号 参数名称 单位 不同工况时的运行参数

外 干球温度 ℃

湿球温度 ℃

内 干球温度 ℃

湿球温度 %

新风量 m3/h

一次

回风 混合点温度 ℃

混合点焓值 J/Kg

回风量 m3/h

一次

回风 混合点温度 ℃

混合点焓值 J/Kg

回风量 m3/h

冷却处理后的状态 温度 ℃

相对湿度 %

供水情况(冷水、热水、循环水)

加热处理后的状态 一次加热后温度 ℃

二次加热后温度 ℃

加湿量 Kg/h

送风状态 温度 ℃

相对湿度 %

三、风管、方阀与防火阀

1.风管

(1)设计图中所注风管的标高,对于圆形时,以中心线为准;对于方形或矩形时,以风管底为准。

(2)风管材料采用_________制作,厚度及加工方法,按《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243—97)的规定确定。

(3)当设计图中未标出测量孔位置时,安装单位应根据调试要求在适当的部位配置测量孔。测量孔的做法见国标T615。

(4)穿越沉降缝或变形缝处的风管两侧,以及与通风机进、出口相连处,应设置长度为200~300mm的人造革软接;软接的接口应牢固、严密。在软接处禁止变径。

(5)风管上的可拆卸接口,不得设置在墙体或楼板内。

(6)所有水平或垂直的风管,必须设置必要的支、吊或托架,其构造形式由安装单位在保证牢固、可靠的原则下根据现场情况选定,详见国标T616。

(7)风管支、吊或托架应设置于保温层的外部,并在支吊托架与风管间镶以垫木,同时,应避免在法兰、测量孔、调节阀等零部件处设置支吊托架。

(8)敷设在非空调空间里的送、回风管,均以______进行保温,厚度为_____mm。保温层外部覆以______________保护层,做法见国标 T613和 87R412。

2.风阀

安装调节阀、蝶阀等调节配件时,必须注意将操作手柄配置在便于操作的部位。

3.防火阀

(1)安装防火阀和排烟阀时,应先对其外观质量和动作的灵活性与可靠性进行检验,确认合格后再行安装。

(2)防火阀的安装位置必须与设计相符,气流方向务必与阀体上标志的箭头相一致,严禁反向。

(3)防火阀必须单独配置支吊架。

四、冷热水系统

1.制冷机

(1)冷源选用______型_______机组共______台。冷源服务的建筑面积为_________m2,

装机容量指标为________W/m3。

3.制冷机的设计运行工况及各项参数见表1.2.4。

制冷机设计运行参数表 表1.2.4

冷机号

冷凝温度℃

蒸发温度℃ 制冷水 冷却水

初温℃ 终温℃ 水量(m3/h) 初温℃ 终温℃ 水量(m3/h)

R—1

R—2

R—3

(3)制冷机组的清洗、安装、试漏、加油、抽真空、充加制冷剂、调试等事宜,应严

格按照制造厂提供的《使用说明书》进行;同时,还应遵守《制冷设备、空气分离设备

安装工程施工及验收规范》(JBJ30——96)和《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》(JBJ29—96)以及其它有关规范、标准中的各项规定。

2.冷水系统

(1)冷水系统采用____________ 式机械循环。

(2)图中所注管道标高,均以管底为准。

(3)管材:采用碳素钢管,具体规格见表1.2.5。

钢管钢管规格表 表1.2.5

公称直径 外径壁厚(mm) 应用标准

mm in

10

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500 3/8

1/2

3/4

1

11/4

11/2

2

21/2

3

4

5

6

8

10

12

14

16

18

20 17.0×2.25

21.3×2.75

26.8×2.75

33.5×3.25

42.3×3.25

48.0×3.50

57.0×3.50

73.0×3.50

89.0×4.00

108.0×4.00

133.0×4.00

159.0×4.50

219.0×6.00

273.0×6.50

325.0×7.50

377.0×9.00

426.0×9.00

480.0×9.00

530.0×9.00 GB3092—82

GB8163—87

SYB10004--63

(4)水管路系统中的最低点处,应配置DN=25mm泄水管,并配置相同直径的闸间或蝶阀。在最高点处,应配置DN=15mm_________式自动排气阀。

(5)管道支吊架的最大跨距,不应超过表1.2.6给出的数值。

管道支吊架表 表1.2,6

公称直径(mm) 最大跨距(mm) 公称直径(mm) 最大跨距(m)

15—25

32—50

65—80

100

125

150

200 2.0

3.0

4.0

4.5

5.0

6.0

7.0 250

300

350

400

450

500

600 8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

11.0

12.0

(6)管道活动支、吊、托架的具体形式和设置位置,由安装单位根据现场情况确定,做 法参见国标 88R420。

(7)管道的支、吊、托架,必须设置于保温层的外部,在穿过支、吊、托架处,应镶

以垫木。

(8)冷水供、回水管、集管、阀门等,均需以保温材料(导热系数A≤0.06W/m•℃)进行保温。保温层的厚度:当DN≤50mm时,δ=_______mm:DN≤50mm时,δ=________mm。保温层外部,覆以________保护层,做法见国标 87R412。

注:当采用带铝箔复合层的管壳时,可以不再做保护层。

(9)冷水管道穿越墙身和楼板时,保温层不能间断;在墙体或楼板的两侧,应设置夹

板,中间的空间,应以松散保温材料(岩棉、矿棉或玻璃棉)填充。

(10)与水泵连接的进、出水管上,必须设置减振接头,接头选型,详见设计图纸。

(11)每台水泵的进水管上,应安装闸阀或蝶阀、压力表和Y型过滤器;出水管上应安装止回阀、闸阀或蝶阀、压力表和带护套的角型水银温度计。

(12)安装水泵基座下的减振器时,必须认真找平与校正,务必保证基座四角的静态下沉度基本一致。

(13)管道安装完工后,应进行水压试验。试验压力按系统顶点工作压力加 0.IMPa采用,但不得小于 0.3MPa,在5min内压降≯20kPa为合格。

注:水系统水压试验时,若系统低点的压力大于所能承受的压力时,应分层进行水压试验。

(14)经试压合格后,应对系统进行反复冲洗,直至排出水中不夹带泥砂、铁屑等杂质,且水色不浑浊时方为合格。在进行冲洗之前,应先在所有设备的进水口加装过滤器或临时滤网,待冲洗工作结束后再拆下为冲洗管道而临时安装的滤网,并清洗过滤器的滤网。管路系3.热水系统

(1)热媒采用_________℃热水,回水温度为________℃。由设置于_______内的______式换热器集中提供,经循环水泵输送至各空调换热设备。

(2)水路系统设计为_____管制,冷水和热水_____使用_______管路。

(3)换热器选用_______型________式,传热面积为_______m2。

(4)换热器及与其相连的供热管道,均以岩(矿)棉进行保温,厚度为____mm,保温层外部做______________保护层,做法详见国标87R411。

五、油漆

1.保温风管、冷水管道、设备等,在表面除锈后,刷防锈底漆两遍。

2.不保温的风管、金属支吊架、排水管等,在表面除锈后,刷防锈底漆和色漆各两遍。

注:(1)采用镀锌钢板时可以不刷漆。

(2)对于风管,必须内外均刷防锈底漆。

(3)为了省去除锈工序,推荐采用SRC-A型特种带锈防锈除锈底漆。

六、调试和试运行

(一)试压、冲洗与清扫空调制冷系统安装竣工并经试压、冲洗合格以后,应进行必要的清扫。

(二)调试

上述工作全部完成后,即可投入试运行,进行测定与调整,主要内容有:

1.单机试运转水泵、通风机、空调机组、制冷机等设备,应逐台启动投人运转,考

核检查其基础、转向、传动、润滑、平衡、温升等的牢固性、正确性、灵活性、可靠性、合理性等。

2.系统的测定与调整

(1)测定通风机的风量、风压;

(2)按“动压(或流量)等比法”调整系统的风量分配,确保与设计值相一致;

(3)风量调整好以后,应将所有风阀固定,并在调节手柄上以油漆刷上标记。

3.冷(热)态调试

(1)考核并测定加热器、冷却器、喷水室、加湿器、热交换器、制冷机等设备的能力。

(2)按不同的设计工况进行试运行,调整至符合设计参数。

(3)测定与调整室内的温度和湿度,使之符合设计规定数值。

4.自控系统的调整

将各个自控环节逐个投人运行,按设计要求调整设定值,逐一检查,考核其动作的准确性与可靠性。必须调整至各项控制指标符合设计要求。

5•综合调试

根据实际气象条件,让系统连续地运行不少于24h,并对系统进行全面检查、调整、考核各项指标、以全部达到设计要求为合格。

以上调试过程,应做好书面记录。

1.3 暖通空调工程施工说明书

一、分清施工责任并按图施工

为确保施工质量,施工队自进人施工现场起到施工结束止,应明确建立施工小组或施工人员的安装责任区或责任段,以便奖优罚劣,并在出现问题时便于查找和分清责任。施工安装必须严格按图施工,施工人员不得自行改动。如因故需要变动,必须通设计人核查与验算,并出具“设计变更通知书”。

=、管道连接方式

除小管径管道(DN32以下)可用丝扣连接外,一般管道均为焊接方式。但在施工中应

考虑分区或分段打水压试验时加盲板之需要,由施工队确定在适当部位增设法兰盘。

三、管道除锈、涂漆与清洗

.1•除锈涂漆 除镀锌管外,各种管道均应进行除锈处理并涂以防锈漆。

.2.清洗管道安装时,必须先行清除管内脏物。水系统安装后,须对全系统冲水清洗

(或用压缩空气吹清),直至管内排出的水呈无色的、不含杂质的水为止。然后清洗冷水机组、空调机组、新风机组和每个风机盘管的水过滤器滤网以及水泵吸水口处水过滤器的滤网。各设备进水口如未装过滤器,则清洗管道前应加装临时滤网,待冲洗完毕后再拆下临时滤网。

四、无渗间试验

1.打水压试验 凡供回水管和补水管(含地下敷设管道)均须进行0.8~1.0MPa水压试验20min无渗漏为合格(或smin内压降≯20kPa为合格)。

2、注水试验接水盘凝水管、膨胀水箱及其溢、泄水管均须进行充自来水而无渗漏为合格。

3。验收签字无渗漏试验须由甲方验收并签字。

4、防凝水滴落 每个风机盘管的供水小阀门和过滤器均须安装在接水盘上方,以防凝水滴落于接水盘之外的吊顶上,其他管道则敷设保温层,以杜绝凝水滴落。

五、保温施工

在无渗试验合格后方可敷设保温层。保温施工要保证各部位的严密封闭,不得有漏缝

或漏点,严防凝结水滴落而出现施工质量事故。

六、安全施工

暖通空调工程施工必须遵照国家、省(市、区)安全施工的各种规范和甲方以及施工队的安全规定,严防出现各种事故,杜绝重大事故。