【正文】 根據(jù)工藝要求確定換熱系統(tǒng)的流程方框圖并選用適當類型的換熱器，確定所選換熱器中流體的流動空間及流速等參數(shù)，同時計算完成給定生產(chǎn)任務所在地需的傳熱面積，并確定換熱器的工藝尺寸。 固定管板式換熱器 這類換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價便宜，但管外不能機械清洗。浮頭式換熱器浮頭式換熱器的管板有一個不與外殼連接，該端被稱為浮頭，管束連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無關(guān)。根據(jù)制定的流程方案，可選擇帶補償圈的和不帶補償圈的固定管板式換熱器，此類換熱器的結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，宜處理兩流體溫差50℃到70℃且殼方流體較清潔及不宜結(jié)垢的物料，流體壓強不高于600Kpa的情況。在管程結(jié)垢不很嚴重以及允許壓力降較高的情況下，采用ф19mm2mm直徑的管子更為合理。（B）正方形錯列 我國換熱器系列中，固定管板式多采用正三角形排列；浮頭式則以正方形錯列排列居多，也有正三角形排列。用以分配液體和起封頭的作用。同時它還起支撐管束的作用。飽和蒸汽一般通入殼程以便于及時排除冷凝液，且蒸汽較潔凈，殼程可不必清洗。一般來說，設計時所采取的冷卻水進出口溫度差應不低于5℃，對于缺水地區(qū)，應選用較大的溫度差。 選用換熱器 熱負荷的計算，冷卻介質(zhì)用量的計算或加熱介質(zhì)用量的計算； 平均溫度差的計算，當兩側(cè)流體均為變溫傳熱時，應進行溫度差的校正； 流動空間的選擇； 初估總傳熱系數(shù)，計算換熱面積，初選換熱器。 傳熱計算的主要公式 傳熱速率方程式及相關(guān)計算公式 Q=KSΔtm 式中 Q——傳熱速率(即熱負荷)，W； K——總傳熱系數(shù)，W／(m2．℃)； S——與K值對應的換熱器傳熱面積，m2； Δtm——平均溫度差，℃?！?。； μ——冷凝液的粘度，Pa由于蒸汽比較干凈不易結(jié)垢，所以蒸汽走殼程以便于及時排除冷凝液，原料液中可能含有雜質(zhì)、易結(jié)垢，而粘度大、流量較小的原料液中的水為易結(jié)垢液體，所以原料液走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)?！?傳熱面積S： (5)初選換熱器型號由于兩流體溫差大于50℃，小于70℃，可選用帶有補償圈的固定管板式換熱器。(2)殼程流體進口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進入接管時的蒸汽的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ325mm14mm,核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適。根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：表3 塔底冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kgs汽化熱rkJ/kg原料液（℃）869104水(120℃)104水蒸汽(120℃) 105則： 離心泵的選型⑴體積流量 ⑵設計輸送高度（儲罐液面與精餾塔進料口高度差）為Z1=20m，根據(jù)預熱器接管的計算，已知輸送管道為令儲罐液面保持恒定，并且設計儲罐液面上方維持常壓并以此為基準面，.（3）泵的選擇選取儲液槽上方液面為11’,進料口為22’，列伯努利方程： 因為蒸汽正殼程故： ⑷阻力壓頭損失的計算直管阻力壓頭損失的計算10000湍流取碳鋼管的粗糙度為，則由圖，查得λ=直管長L=100m，則直管壓降直管管路中各部件包括2個截止閥、1個調(diào)節(jié)閥、5個標準彎頭：截止閥： 調(diào)節(jié)閥（全開）：標準彎頭： 出口阻力系數(shù)： 進口阻力系數(shù)： 共有進口4個，出口3個所以局部阻力壓降為 （5）塔底冷卻器壓強降的計算表6塔底冷卻器原料物性參數(shù)名稱密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg ℃的含乙醇92%的液體冷凝為35℃的的飽和液體，冷卻水的進口溫度是15℃，由于呼和浩特地區(qū)是缺水地區(qū)，所以選擇冷卻水的出口溫度為25℃?！?導熱系數(shù)，W/(m(1)管程流體進出口接管的選擇 根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇原料液進出接管的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《化工原理教材上冊》附錄375頁的熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ68mm3mm,di=62mm=核算流速故選擇的接管規(guī)格合適。冷流體的定性溫度為。(2)殼程流體進口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進入接管時的蒸汽的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ426mm9mm,核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適?！?/W104104壓力降Pa程數(shù)11推薦使用材料碳鋼碳鋼管子規(guī)格φ19管數(shù)275管長(mm)4500管間距mm25排列方式正三角形折流板型式無間距無切口高度公稱直徑(mm)500保溫層厚度(mm)43 塔頂冷卻器冷卻器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果換熱器型式：固定管板式管口表換熱面積（m2）：符號尺寸(mm)用途連接形式工藝參數(shù)aDN57冷卻水入口平面名稱管程殼程bDN57冷卻水出口平面物料名稱冷卻水產(chǎn)品液cDN50產(chǎn)品液入口凹凸面操作壓力MPadDN50產(chǎn)品液出口凹凸面操作溫度℃20eDN120排氣口凹凸面流量kg/sfDN120放凈口凹凸面流體密度kg/m3ab4500mm Φ325mm200decf附 圖 流速m/s傳熱量W105總傳熱系數(shù)W/(m2通過這次設計讓我們學習提前學習了一些關(guān)于課程設計的一些理念，為我們畢業(yè)以后能更好的融入工作當中奠定了一個基礎，使我們收獲很多，通過這次的課程設計拓寬了我們的視眼，掌握了許多新的方法和內(nèi)容。s輕有機物μ＜℃/W流體名稱 污垢熱阻m22009。換熱器?化學工業(yè)出版社 Pa s中有機物μ＝～l m Pa s116～349重有機物μ＞l m Pa s重有機物μ＞l m Pa s58～233水（流速為1m/s） 水蒸氣（有壓力）冷凝 2326～4652水 水蒸氣（常壓或負壓）冷凝 1745～3489水溶液μ＜2mPa 程 殼℃)污垢系數(shù)(m2℃管程接管選擇規(guī)格為mm的熱軋無縫鋼管殼程出口接管選擇規(guī)格為mm的熱軋無縫鋼管殼程出口接管選擇規(guī)為mm的熱軋無縫鋼管第4章 匯總表 塔頂預熱器塔頂預熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果換熱器型式：固定管板式管口表換熱面積（m2）：符號尺寸(mm)用途連接形式工藝參數(shù)aDN45原料液入口平面名稱管程殼程bDN45原料液出口平面物料名稱50%乙醇和50%水120 ℃水蒸氣cDN108熱蒸氣入口凹凸面操作壓力MPadDN13冷凝液出口凹凸面操作溫度℃120eDN120排氣口凹凸面流量Kg/sfDN120放凈口凹凸面流體密度Kg/m3869b附 圖2000mmfaced200 Φ325mm 流速m/s傳熱量W105總傳熱系數(shù)W/(m2℃)導熱系數(shù)，W/(m（3）殼程流體出口接管的選擇根據(jù)液體一般在管中的流速大小，選擇冷凝液流出接管時的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)《食品工程原理》附錄433頁的熱軋無縫鋼管的標準規(guī)格選擇規(guī)格為φ76mm3mm，di=70mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適 ℃S=