卧式壳程冷凝器卧式管程冷凝器立式壳程冷凝器管内向下流动的立式管程冷凝器向上流动的立式管程冷凝器设计方案简介第二章设计条件及主要物性参数设计条件主要物性参数原始物性数据混合物物性相关计算公式混合物物性参数导出值汇总第三章工艺设计计算参考资料主要符号表附录估算传热面积热流量平均传热温差传热面积冷却用水量工艺结构尺寸管径和管内流速管程数和传热管数平均传热温差校正及壳程数传热排列和分程方法壳体内径折流板冷凝器核算热流量核算壁温核算冷凝器内流体的流动阻力冷凝器主要结构尺寸和计算结果设计自我评述管内蒸气流动雷诺数为式中，为按进口状态计的蒸气质量流速，。考虑到冷凝液膜温度由降至的显热传递，可用下式计算式中，为冷凝热，。式适用条件，，。壳程表面传热系数若壳程流体无相变，则表面传热系数用式计算。冷凝器是将工艺蒸气冷凝为液体的设备，在冷凝过程中热量传递给循环水等冷却剂。列管式冷凝器中所用的换热表面可以是简单的光管带肋片的扩展表面或经开槽波纹或其他特殊方式处理过的强化表面。列管式冷凝器有卧式和立式两种类型，被冷凝的工艺蒸气可以走壳称，也可以走管程。其中卧式冷凝和立式冷凝式最常见的形式。下面简要介绍下立式壳程冷凝器课程设置折流板或支承板，蒸气流过防冲板后自上而下流动，冷凝液由下端排出。冷却水以降模的形式在关内向下流动，因而冷却水侧要求的压力低由于水的传热系数大，故耗水量少，但水的分配不易均匀，可在管口安装水分配器。设计方案简介选择冷凝器的类型由于管程和壳程的压差均小于,为减低压差，故初步确定选择立式壳程冷凝器。流程安排般列管式冷凝器设计流程如下明确冷凝要求，操作温度压力及冷凝负荷收集流体的物性参数如密度黏度导热系数等，确定冷凝器形式，合理安排流程初选总传热系数计算平均温度差由传热基本方程式计算传热面积确定换热器结构计算逆流传热系数计算总传热系数与传热面积当,传热面积有作用的裕度时，符合要求，否则重新假定值，重复步骤直到符合要求计算冷凝器压降，若大于允许的压降，返回，重新计算，直到达到要求为止。第二章设计条件及主要物性参数设计条件热流体为气体混合物，其组成摩尔分数如表所示表乙苯对二甲苯间二甲苯操作温度为冷却循环水温度为，温升冷凝负荷为要求管程和壳程压差均小于，设计标准立式冷凝器主要物性参数原始物性数据壳程混合气体的定性温度为。表混合物各纯组分物性数据物性组分黏度黏度热容热容密度汽化焓乙苯对二甲苯间二甲苯管程流体的定性温度为。表水的主要物性数据密度汽化焓比定压热容热导率黏度混合物物性相关计算公式液体混合物的密度式中液体混合物中各纯组分液体的密度热面积裕度该冷凝器的实际传热面积该冷凝器的面积裕度传热面积裕度合适，该冷凝器能够完成生产任务。壁温核算液体的平均温度气体的平均温度传热管平均壁温壳体壁温，可近似取课程流体的平均温度，即。壳体壁温和传热管壁温之差为该温差较大，故需设温度补偿装置。冷凝器内流体的流动阻力管程流体阻力,由，冷凝管相对粗糙度，，流速,，所以壳程阻力,流体流经管数的阻力,流体流过折流板缺口的阻力，，总阻力经比较可知，系统总阻力符合设计所给要求。冷凝器主要结构尺寸和计算结果冷凝器主要结构尺寸见表冷凝器计算结果见表表冷凝器主要结构尺寸参数管程壳程流率进出口温度压力定性温度物性密度定压比热容黏度热导率普朗特数设备结构参数形式立式台数壳体内径壳程数管径管心距管长管子排列管数目根折流板数个传热面积折流板间距管程数材质碳钢表计算结果主要计算结果管程壳程流速表面传热系数污垢热阻阻力热流量传热温差传热系数裕度设计自我评述通过这次课程设计，我学到了很多化工设计的基础知识。首先，从整个设计过程和设计结果来看。由于首次做这样的设计，所以感到有些难度，不过经过我努力研究，此次设计的立式冷凝器基本满足要去，冷凝器的面积裕度总阻力的各项指标均满足设计要求。其次，在完成整个设计方案的过程中，由于缺乏经验，对些参数的选取不是很顺利，很多参数都是经过反复验算才得到最后的结果，但最终终于设计出合理的方案。通过此次课程设计，我学会了使用软件制图，同时通过查阅大量的文献及资料，是我的自学能力有了进步提高。做设计时，需要考虑很多因素，这培养我们谨慎的品质。此外，由于这是我第次做课程设计，因此在设计方面有不足之处，不过经过我努力的工作，最后设计出的立式冷凝器是较为合理的。参考资料匡国柱主编化工单元过程及设备课程设计化学工业出版社大连理工大学编化工原理高等教育出版社霍兰主编传热化学工业出版社贺匡国主编化工容器及设备简明设计手册化学工业出版社柴诚敬化工流体流动与传热化学工业出版社主要符号表热流量质量工艺流体定压比热容工艺流体的温度变化蒸气冷凝质量流量饱和蒸气的冷凝热质量分数平均传热温差温差校正系数估算传热面积传热系数单程管子数目单程管体的体积流量传热管内径传热管外径管内流体流速液体混合物中各组分液体的质量分数。气体混合物密度式中在气体混合物的压力下各纯组分的密度气体混合物中各组分的体积分数。低压气体混合物黏度计算公式式中混合气体的黏度气体混合物中组分的摩尔分数与气体混合物相同温度下组分的黏度气体混合物