課程設計--氯乙烯-二氯乙烷冷凝器工藝設計

1、<p><b>　　課程設計（論文）</b></p><p>　　題 目 名 稱 氯乙烯-二氯乙烷冷凝器工藝設計</p><p>　　課 程 名 稱 化工原理 </p><p>　　學 生 姓 名 </p>

2、;<p>　　2013年 12月 28日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設計任務書 …………………………………………… 3</p><p>　　二、物料衡算 …………………………………………………… 7</p><p>　　1、精餾塔物料衡算……………………

3、…………………… 7</p><p>　　1.2冷凝器物料衡算…………………………………………… 8</p><p>　　三、熱量衡算……………………………………………………………10</p><p>　　四、設備設計 …………………………………………… … 10</p><p>　　1、流體流徑選擇…………………………………………

4、……… 11</p><p>　　2、冷凝器熱負荷………………………………………………… 11</p><p>　　3、流體兩端溫度的確定………………………………………… 11</p><p>　　4、總傳熱系數(shù)…………………………………………………… 11</p><p>　　5、換熱面積……………………………………………………… 12&l

5、t;/p><p>　　6、初選管程及單管長度………………………………………… 12</p><p>　　7、筒體直徑 ………………………………………………… 12</p><p>　　8、數(shù)據(jù)核算………………………………………………………13</p><p>　　五、設備選型 …………………………………………………………18</p>

6、;<p>　　六、總結…………………………………………………………………23</p><p>　　七、參考文獻 …………………………………………………………24</p><p>　　八、致謝 ……………………………………………………………… 25</p><p>　　九、附工程圖紙 ………………………………………………… 26</p>

7、<p>　　2011級化學工程與工藝專業(yè)《化工原理》課程設計任務書</p><p>　　設計課題：氯乙烯-二氯乙烷精餾裝置塔頂冷凝器設計</p><p><b>　　課程設計目的</b></p><p>　　化工原理課程設計是綜合運用《化工原理》、《工程制圖》、《物理化學》等專業(yè)基礎課程和其他相關先修課程所學知識，完成以化工單元設

8、計為主的一次工程設計，對學生進行一次設計技能的綜合訓練，培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識解決實際問題的能力，也為以后的專業(yè)設計和畢業(yè)設計打下基礎。因此，化工原理課程設計是提高學生實際工作能力的重要教學環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　二、設計條件</b></p><p>　　1、年產氯乙烯：130000噸</p><p>　　2、產品氯乙烯組成：C

9、2H3Cl 99.95% (質量分數(shù)，下同) 、C2H4Cl2 0.05%</p><p>　　3、原料為20℃冷液體；原料組成：C2H3Cl 95% , C2H4Cl2 5%</p><p>　　4、分離要求：塔底氯乙烯含量不大于0.05%</p><p><b>　　三、設計內容</b></p><p>　　1、

10、物料衡算（精餾塔、冷凝器）</p><p><b>　　2、冷凝器熱量衡算</b></p><p>　　3、冷凝器熱負荷計算</p><p>　　4、冷凝器換熱面積計算</p><p>　　5、冷凝器結構型式選擇</p><p>　　6、冷凝器結構尺寸、工藝尺寸的設計計算等</p>

11、<p>　　7、冷凝器總傳熱系數(shù)的校核</p><p>　　8、冷凝器裝配圖的繪制</p><p><b>　　四、設計要求</b></p><p><b>　　1、設計方案簡介 </b></p><p>　　對產品的性能、用途、工業(yè)狀況及未來的發(fā)展前景進行概括和總結。對給定或選定的工藝流

12、程、主要設備的型式進行簡要的論述。 </p><p><b>　　2、工藝設計</b></p><p>　　選定工藝參數(shù)，對單個設備作出衡算示意圖，進行物料衡算、熱量衡算，以表格形式表達衡算結果，其中的數(shù)據(jù)（非給定數(shù)據(jù)）及計算公式（經驗公式）必須交待來源（即何種參考書目，并在參考文獻中列出）。</p><p><b>　　3、設備計

13、算</b></p><p>　　選擇設備的結構形式，并說明理由。進行設備的結構尺寸和工藝尺寸的設計計算。</p><p><b>　　4、輔助設備選型</b></p><p>　　典型輔助設備的主要工藝尺寸的計算，設備規(guī)格型號的選定。</p><p>　　5、設計說明書的編寫</p><p

14、>　　要求嚴格按照邵陽學院畢業(yè)設計（論文）格式進行編寫。設計說明書應按順序包括以下內容： </p><p>　　(1)設計說明書封面；(2)設計任務書； (3)目錄； (4)概述（設計方案簡介）； (5)工藝計算（物料衡算、熱量衡算）； (6)設備設計（主要設備設計、輔助設備設計或選型）； (7)設計總結、評述； (8) 參考資料； (9)致謝；（10）附工程圖紙。</p><p>

15、　　6、繪制主要設備的裝配圖</p><p>　　用A1圖紙繪制冷凝器裝配圖（圖面應包括設備主視圖、俯（左）視圖、局部視圖等，并配備明細表、管口表、技術性能表、技術要求等），要求采用CAD繪制圖紙。</p><p>　　指導老師： 胡建明 周群貴</p><p>　　二O 一三年十二月十五日 </p><p><b&g

16、t;　　五、概 述</b></p><p>　　課程設計是綜合應用本門課程和有關先修課程所學知識，完成以單元操作為主的一次設計實踐，是培養(yǎng)我們實際動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，是從學生走向工程師必然程序。通過課程設計能使我們掌握工程設計的基本程序和方法，并在查閱技術資料，選用公式和數(shù)據(jù)，用簡潔的文字、圖表表達設計結果及制圖等能力方面得到一次基本訓練。在設計過程中我們更應該注重樹立正確的設計思想和實事求是、

17、嚴肅認真的工作作風。為我們將來更快的融入社會，更好的適應新的工作提供有力的保障。</p><p>　　本次課程設計僅對氯乙烯—二氯乙烷混合氣體的精餾裝置進行設計，設計氯乙烯年產量為130000噸。根據(jù)生產要求設計氯乙烯—二氯乙烷精餾裝置，精餾是化工生產中分離均相氣體混合物的典型單元操作，其歷史悠久，應用廣泛。精餾的基本原理是將氣體混合物部分汽化、全部冷凝，利用其中各個組分揮發(fā)度不同而將其分離。其本質是液、氣相間的

18、質量傳遞和熱量傳遞。為使分離徹底，以獲得較純的產品，工業(yè)生產中常采用多次部分汽化、多次全部冷凝的方法——精餾。精餾過程通常是在塔設備內完成的。</p><p>　　冷凝器是精餾過程必不可少的設備。它承擔著將物料冷凝的重要任務。而固定管板式換熱器更是因其具有工藝簡單、造價低廉、工藝設計成熟、熱效率較高等優(yōu)點而得到廣泛的應用，尤其在很多大工業(yè)生產中。</p><p>　　冷凝器同樣是一種廣泛使

19、用的精餾工藝設備,在煉油,化工行業(yè)中是主要的工藝設備之一。根據(jù)換熱條件,采用水作為冷卻介質,選用列管式換熱器.用自來水對熱流體冷卻屬于一側為恒溫流體的傳熱。由于傳熱溫差小于50℃，不設置膨脹節(jié)。由于介質為有機質蒸氣和水，所以水走殼程，有機質走管程。</p><p>　　原料液為含氯乙烯95%（質量分數(shù)，下同）、二氯乙烷5%的混合液，溫度為20℃冷液體。分離要求為塔底氯乙烯含量不大于0.05%，年產量130000（

20、噸）。</p><p>　　氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一種應用于高分子化工的重要的單體，可由乙烯或乙炔制得。為無色、易液化氣體，沸點-13.9℃，臨界溫度142℃，臨界壓力5.22MPa。氯乙烯是有毒物質，肝癌與長期吸入和接觸氯乙烯有關。它與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限4％～22％（體積），在壓力下更易爆炸，貯運時必須注意容器的密閉及氮封，并應添加少量阻聚劑。 </p>&

21、lt;p>　　健康危害： 急性毒性表現(xiàn)為麻醉作用；長期接觸可引起氯乙烯病。急性中毒：輕度中毒時病人出現(xiàn)眩暈、胸悶、嗜睡、步態(tài)蹣跚等；嚴重中毒可發(fā)生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。皮膚接觸氯乙烯液體可致紅斑、水腫或壞死。慢性中毒：表現(xiàn)為神經衰弱綜合征、肝腫大、肝功能異常、消化功能障礙、雷諾氏現(xiàn)象及肢端溶骨癥。皮膚可出現(xiàn)干燥、皸裂、脫屑、濕疹等。本品為致癌物，可致肝血管肉瘤。 </p><p>　　操作注意事項： 密

22、閉操作，全面通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具（半面罩），戴化學安全防護眼鏡，穿防靜電工作服，戴防化學品手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統(tǒng)和設備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑接觸。在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產生靜電。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應急處理設備。 儲存注意事項： 儲存于

23、陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與氧化劑[1]分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區(qū)應備有泄漏應急處理設備。 </p><p>　　本次設計采用填料精餾塔。其優(yōu)點為：</p><p>　　1．生產能力大，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開孔面積大于泡罩塔板，生產能力比泡罩塔板大 20%～40%，與篩板塔接近。</p

24、><p>　　2．操作彈性大，由于閥片可以自由升降以適應氣量的變化，因此維持正常操作而允許的負荷波動范圍比篩板塔，泡罩塔都大。</p><p>　　3．塔板效率高，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時間較長，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。</p><p>　　4．塔的造價較低，浮閥塔的造價是同等生產能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比篩板塔高 20%～30%。&

25、lt;/p><p>　　5．塔的造價較低，浮閥塔的造價是同等生產能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比篩板塔高 20%～30%。</p><p><b>　　一、物料衡算</b></p><p>　　1.1、設計依據(jù)（已知技術參數(shù)和條件）</p><p>　　1.1.1 《化工原理》課程設計任務書</p>&l

26、t;p>　　1.1.2 年產氯乙烯130000噸，根據(jù)工業(yè)生產中連續(xù)生產的特點，取年平均生產時間為8000小時，即小時產量GD為：130000×103/8000=16250kg/h，本設計以小時產量為計算基準。</p><p>　　1.1.3 原料為20℃的冷液體，原料組成：C2H3Cl 95% , C2H4Cl2 5%</p><p>　　1.1.4 分離要求：塔底氯

27、乙烯含量不大于0.05%</p><p>　　1.2精餾塔物料衡算</p><p>　　1.2.1物料衡算示意圖</p><p>　　1.2.2用質量分率計算進料量及塔釜采出量</p><p>　　由 原料量：= +</p><p>　　XF= XD+ XW </p>

28、<p>　　其中XF =96.81% XD =99.98% XW =0.08% </p><p>　　求得原料量：=17264.28 kg/h 塔底采出液的摩爾量：=700.59 kg/h </p><p>　　1.2.3計算摩爾量、摩爾分率</p><p>　　由于氯乙烯的分子量為62.5，二氯乙烷的分子量為

29、99 </p><p>　　則塔頂餾出液的摩爾組成: D=</p><p><b>　　進料摩爾組成： </b></p><p>　　塔底采出液的摩爾組成：</p><p>　　塔頂餾出液的

30、平均摩爾質量： 原料液的平均摩爾質量:</p><p>　　塔底采出液的平均摩爾質量：</p><p>　　原料液的摩爾量： </p><p>　　塔底采出液的摩爾量 ：</p><p>　　塔頂餾出液的摩爾量：</p><p>　　1.2.5精餾塔物料衡算表&

31、lt;/p><p>　　表1-1精餾塔物的料衡算表</p><p><b>　　誤差:</b></p><p>　　1．3冷凝器物料衡算</p><p>　　1.3.1、 操作回流比選取</p><p>　　1.3.1 根據(jù)設計條件和數(shù)據(jù)作物系氣液平衡線（x—y圖）</p><p&

32、gt;　　查閱相關資料，找出物系的氣液平衡數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)安托因公式: </p><p>　　物系的氣液平衡數(shù)據(jù)表(氣—液平衡數(shù)據(jù))</p><p>　　1.3.2 作出平衡線（x—y圖）如下:</p><p>　　1.3.3 計算最小回流比Rmin，確定實際回流比</p><p>　　利用平

33、衡線（x—y圖）求取最小回流比Rmin （泡點進料q=1）</p><p>　　由圖得最小截距：XD/(Rmin +1)=0.9663 得：Rmin =0.034668</p><p>　　1.3.4 確定實際回流比： R=10Rmin =0.35</p><p>　　1.3.5進料量及組成確定</p><p>　　V =

34、L+D =90.98+259.9521</p><p>　　=350.9321 kmol/h </p><p>　　L = RD =0.35 ×259.9521</p><p>　　=90.98kmol/h</p><p>　　VYD=LXD+DXD</p><p>　　YD=0.9998

35、 </p><p><b>　　冷凝器物料衡算表</b></p><p>　　表1-2冷凝器物料衡算表</p><p><b>　　二、熱量衡算</b></p><p>　　2.1 冷凝器的熱量衡算</p><p>　　2.1.1確定塔頂、塔底控制溫度</p>

36、<p>　　由上表t-x（y）試差求得： TD=274.1k=1.1OC TW=333.3k=60.3OC </p><p>　　塔頂與塔釡的平均溫度：T=(TD+TW)／2=(1.1+60.3)／2=30.7OC</p><p><b>　　2.1.2已知條件</b></p><p>　　1）變化過程：冷卻水從20 OC

37、升溫到45 OC，物料由飽和蒸汽變?yōu)轱柡鸵后w</p><p>　　2）冷凝器的物料組成表</p><p>　　表1-2冷凝器物料衡算表</p><p>　　2.1.3、各組分熱力學參數(shù)見下表：</p><p>　　根據(jù)已知條件查閱參考化學化工物性數(shù)據(jù)用冊有機卷汽化潛熱（kJ/mol）</p><p>　　由內差法得1.

38、1℃時：氯乙烯汽化潛熱為19.975 kJ/mol</p><p>　　二氯乙烷汽化潛熱為31.616 kJ/mol</p><p><b>　　2.1.4、計算:</b></p><p>　　1）物料冷凝所放出的熱量</p><p>　　1.2.2冷卻水量的計算：=MΒγΒ+MΑγΑ=21928.868×31

39、9.6+6.9498×319.35=7010685.6kJ/h</p><p>　　取Q損=3%Q放=0.03×7010685.6=210320.56KJ/h</p><p>　　由于溫度低于外界溫度，所以損失即為外界環(huán)境給予其熱量</p><p>　　Q吸=Q放+Q損=7010685.6+210320.56=7221006.1 KJ/h<

40、/p><p>　　由已知冷凍鹽水的進口溫度為-20℃，出口溫度為-10℃</p><p>　　查參考文獻化學化工物性數(shù)據(jù)用冊取密度為1195kg/m3, ，1110 kg/m3,的氯化鈣水溶液</p><p>　　比熱容單位KJ/(Kg·℃)</p><p>　　由內差法得：（取0℃為270K）</p><p>

41、　　t=-20℃時 Cp冷凍鹽水=2.952kJ/kg·K</p><p>　　t=-10℃時 Cp冷凍鹽水 =3.304kJ/kg·K</p><p>　　得到水的平均比熱容為(2.952+3.304)/2=3.128kJ/kg·K</p><p>　　所以=M冷凍鹽水Cp冷凍鹽水ΔΤ</p><p>

42、　　=64.125kg/s</p><p>　　冷凍鹽水的消耗量為64.125kg/s。</p><p>　　三、冷凝器的工藝設計</p><p>　　3.1流體流徑的選擇</p><p>　　根據(jù)流體流徑的選擇規(guī)則,由于冷凍鹽水有腐蝕性。</p><p>　　可以得出結論：冷卻水走殼層，有機質走管層。</p&g

43、t;<p>　　3.2冷凝器的熱負荷q</p><p>　　Q ——管程流體放出的熱量</p><p>　　3.3流體兩端溫度的確定</p><p>　　3.3.1 《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊》獲得如下物性參數(shù)：</p><p>　　表2.2 各組分物性數(shù)據(jù)表</p><p>　　冷卻介質進口溫度-20℃

44、,出口溫度-10℃</p><p>　　進料狀況及加熱介質：</p><p>　　進料狀況：氣相 露點溫度1.1℃ </p><p>　　出料狀況：液相 泡點溫度1.1℃</p><p>　　冷卻介質：采用冷凍鹽水</p><p>　　傳熱溫度差（按逆流方式計算）：

45、 </p><p><b>　　==-15.6℃</b></p><p>　　所以為-15.6℃

46、 </p><p><b>　　3.4總傳熱系數(shù)K</b></p><p>　　按照資料初選傳熱系數(shù)K=700W/m2℃</p><p>　　3.5換熱面積S的計算</p><p><b>　　3.6初選管程數(shù)</b></p&g

47、t;<p>　　3.6.1 確定管程流速u：</p><p>　　根據(jù)資料管程流體速度取u=1m/s</p><p>　　冷凍鹽水的Ws=64.125㎏/s</p><p>　　由于取的是密度為1100kg/m3的冷凍鹽水</p><p>　　固當溫度為-15.6時由內差法可取冷凍鹽水密度為1110kg/m3</p>

48、<p>　　Vs=Ws/ρ=64.125/1110=0.0578m3/s</p><p>　　3.6.2流通截面積A</p><p>　　根據(jù)Vs=uA A=π/4×d2×n=Vs/u=0.0578m2</p><p>　　3.6.3 單程換熱管數(shù)</p><p>　　根據(jù)物料特性，選定換熱管規(guī)格為φ2

49、5×2.5mm</p><p><b>　　則換熱管數(shù)</b></p><p><b>　　取整得n=185根</b></p><p>　　3.7單根換熱管長度L</p><p><b>　　單根管長</b></p><p><b>

50、　　取單管長度L=2m</b></p><p>　　則將換熱器做成多管程換熱器，程數(shù)=12.28÷2=6.14</p><p>　　得到管程為6，那么換熱管數(shù)為6×185=1110根。</p><p>　　根據(jù)L=2m S=d0Ln/=178.33 </p><p>　　得n/==178.33

51、/(3.14×0.025×2)=1130.1根</p><p><b>　　取1130根</b></p><p><b>　　3.8筒體直徑計算</b></p><p>　　3.8.1 管中心距：t =1.25do=1.25×25=31.25mm；取t =32mm （焊接）</p>

52、;<p>　　最外列管中心距筒壁b′=2=50mm-25/2mm=37.5mm</p><p>　　3.8.2 中心線上布管數(shù)：本設計采用正三角形排列，則</p><p>　　=36.98；取整nc=37 </p><p>　　3.8.3筒體直徑的計算：DN= t (nc-1)+2b′=32×(37-1)+2×50=1250m

53、m</p><p>　　圓整至規(guī)格尺寸D=1300mm</p><p><b>　　數(shù)據(jù)核算</b></p><p>　　由圖可得實際管數(shù)n=1020根</p><p>　　3.8.4實際換熱面積S’及流通面積A’</p><p><b>　　S’=Ln實πd0</b><

54、;/p><p>　　=2×1020×3.14×0.025</p><p><b>　　=160.14m2</b></p><p>　　A′= nπdi2/4=1020×3.14×0.022/4=0.32m2</p><p>　　管程實際流速=0.1806m/s</

55、p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　3.9.1校核K值</b></p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　3.9.2折流擋板</b></p><p>　　殼程流體流速Vs=uA =

56、u×(πD²/4-nπd02/4) </p><p>　　已知殼程流體質量流量Ws=21935.817㎏／h </p><p>　　M=0.9995×62.503+0.0005×98.966=62.52g/mol=62.52kg/kmol</p><p>　　ρ=MP/RT=62.52&#

57、215;350/（8.314×(273+1.1)）=9.6㎏/m³</p><p>　　Vs=Ws/ρ=21935.817/9.6=2284.98m³/h= 0.6347m³/s</p><p>　　由得u=Vs×4/[π×(D-ndo2)]</p><p>　　u=0.6347×4／[3.14&

58、#215;﹙1.1 ²-0.025 ²×1020﹚]=1.41m/s</p><p>　　3.10核算總傳熱系數(shù)K值</p><p>　　3.10.1管程流體對流傳熱系數(shù)</p><p><b>　　(1)管程傳熱系數(shù)</b></p><p>　　查化學化工物性數(shù)據(jù)手冊得：</p>

59、;<p>　　密度為1110kg/m3的冷凍鹽水</p><p>　　t=-5℃，冷凍鹽水的粘度μ=2.716 mPa·s，</p><p>　　t=-10℃，冷凍鹽水的粘度μ=3.344 mPa·s</p><p>　　根據(jù)逐差法算得-20℃的冷凍鹽水的粘度μ=5.124 mPa·s</p><p&g

60、t;　　t=-10℃，冷凍鹽水的普朗特數(shù)Pr=22.9，</p><p>　　t=-0℃，冷凍鹽水的普朗特數(shù)Pr=13.9</p><p>　　根據(jù)逐差法算得-20℃的冷凍鹽水的普朗特數(shù)Pr=31.68</p><p>　　t=-10℃，冷凍鹽水的導熱系數(shù)λ=0.473W/(m·℃)</p><p>　　t=0℃，冷凍鹽水的導熱系數(shù)

61、λ=0.556W/(m·℃)</p><p>　　根據(jù)逐差法算得-20℃的冷凍鹽水的導熱系數(shù)λ=0.454</p><p>　　Re=duρ/μ=0.02×1×1110/5.124×10-3=4332.5526(湍流)</p><p><b>　　= </b></p><p>　　

62、因為冷凍鹽水被加熱，所以n取0.4</p><p><b>　　=1688.334</b></p><p><b>　　(2)殼程傳熱系數(shù)</b></p><p>　　λ：冷凝液的導熱系數(shù)</p><p><b>　　ρ：冷凝液的密度</b></p><p&

63、gt;<b>　　g：重力加速度</b></p><p>　　γ：飽和蒸汽的冷凝熱</p><p>　　Δt：蒸汽的飽和溫度和壁溫之差</p><p><b>　　μ：冷凝液的粘度</b></p><p>　　由化學化工物性數(shù)據(jù)手冊查得：</p><p>　　氯乙烯的冷凝熱：

64、γ=330.2kJ/kg</p><p>　　壁溫tw=（-20+1.1）/2=-9.45</p><p>　　定性溫度tm=(-9.45+1.1)/2=-4.175</p><p>　　由化學化工物性數(shù)據(jù)手冊</p><p>　　查得氯乙烯液態(tài)密度：t=-20℃，ρ=978kg/ ；t=0℃，ρ=946kg/</p><

65、p>　　根據(jù)內差法求得-4.175℃的ρ=956.7kg/ </p><p>　　由化學化工物性數(shù)據(jù)手冊</p><p>　　查得氯乙烯粘度：：t=250K，μ=8.601μ Pa·s；t=300K，μ=10.42μPa·s</p><p>　　根據(jù)內差法求得-4.175℃的μ=9.012uPa·s；</p><

66、;p>　　由化學化工物性數(shù)據(jù)手冊</p><p>　　查得氯乙烯的熱導率：t=-20℃，=0.1427w/（m·K）；</p><p>　　t=0℃，=0.1339mw/（m·K）</p><p>　　根據(jù)內差法求得-4.175℃的熱導率=0.1374 w/（m·K）；</p><p>　　1.1－（-9.

67、45）=10.55℃</p><p><b>　　=9.56</b></p><p>　　==4780.73w/(m²·℃) </p><p><b>　　總傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　已知，，，，</b></p><p

68、>　　（2）查附表十三 [1]得：碳鋼λ=50.79 w/(m²·℃)</p><p>　　冷凍鹽水的污垢熱阻：</p><p>　　查附表二十知有機化合物污垢熱阻</p><p><b>　　代入數(shù)得</b></p><p>　　求得K= 656.54 w/(m²·℃)&l

69、t;/p><p>　　==190.13942m²</p><p>　　=3.14×0.025×2×1020=160.14m²</p><p>　　==15.77759％</p><p><b>　　而15%<<30%</b></p><p>

70、;　　故初選冷凝器符合要求。</p><p>　　3.11 流體流動阻力（壓強降）的計算</p><p>　　3.11.1 管程流體阻力：摩擦阻力公式計算</p><p>　　對φ25×2.5的管子：Fi =1.4 Np=4 </p><p><b>　　單管程Ns=1</b></p>

71、<p>　　設管壁粗糙度ε=0.1mm </p><p>　　Re=4332.5526</p><p>　　查λ——Re關系圖[1]得λ=0.038</p><p>　　=（1817.73+1435.05）×1.4×4=18215.568Pa</p><p>　　3.11.2殼程阻力損失</p>

72、<p><b>　　式中：；</b></p><p>　　uo——按殼程流通截面計算所得的殼程流速</p><p>　　NB——折流擋板數(shù)目,de——殼程的當量直徑</p><p>　　由化學化工物性數(shù)據(jù)手冊可得：0℃下的的密度ρ=1110kg/m3 的冷凍鹽水；</p><p>　　t=-10℃，冷凍

73、鹽水的粘度μ=6.678 mPa·s，</p><p>　　t=-20℃，冷凍鹽水的粘度μ=10.56 mPa·s </p><p>　　平均黏度μ=（6.678+10.56）/2=8.619mPa·s</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　=235100.46Pa&

74、lt;/p><p><b>　　第二部分 設備選型</b></p><p>　　4 結構尺寸設計</p><p><b>　　4.1筒體</b></p><p>　　筒體長L=6000mm，公稱直徑DN=1300mm，厚度δ=10mm</p><p><b>　　

75、4.2橢圓形封頭</b></p><p>　　選取橢圓形封頭，標準號為：JB/T4737—95，其厚度和圓筒相等，即10mm</p><p>　　4.3壓力容器法蘭（甲型）</p><p>　　4.4膨脹節(jié)ZD型(P=0.235MPa)因此選擇材質：Q235A</p><p><b>　　Tm=60.3℃</b

76、></p><p>　　大于50℃，因此需設置膨脹節(jié)。</p><p><b>　　4.5管板</b></p><p>　　固定管板式換熱器的管板的主要尺寸：</p><p><b>　　4.6 分程隔板</b></p><p>　　4.7 分程隔板兩側相鄰管中心距&l

77、t;/p><p><b>　　,,</b></p><p>　　換熱管中心距宜不小于1.25倍的換熱管外徑,所設計的換熱器不用機械方式清洗</p><p>　　4.8拉桿的直徑、數(shù)量和尺寸：</p><p><b>　　4.9拉桿孔</b></p><p><b>　　

78、dn=12mm</b></p><p>　　l2=1.5dn=1.5×12=18mm</p><p>　　4.10換熱管與管板的連接</p><p><b>　　4.11接管的計算</b></p><p>　　A、走管程冷凍鹽水進出口接管的直徑計算</p><p>　　取u=

79、2.0m/s時 </p><p>　　Vs=Ws/ρ=64.125/1110=0.0578</p><p>　　采用φ108×4mm熱軋無縫鋼管，實際冷凍鹽水進出口管內流速為：</p><p>　　m/s </p><p>　　B、走殼程物料蒸氣進出口接管的直徑計算</p><p>

80、;　　則u2=15m/s，Vs=Ws/ρ=21935.817/9.6=0.6347 則：</p><p>　　采用φ159×4.5mm熱軋無縫鋼管，實際蒸氣進出口管內流速為：</p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　C、排污管的直徑計算</p><p>　

81、　根據(jù)經驗取采用φ25×2.5mm，L=150mm冷軋無縫鋼管</p><p><b>　　4.12管法蘭</b></p><p>　　4.13 支座選取</p><p>　　本設計選用鞍式支座（BI型）</p><p><b>　　總 結</b></p><p&g

82、t;　　對于本次的課程設計，主要是解決相應的工業(yè)生產中的物系分離，精餾作為一項比較常用的、成熟的工藝，有著其獨特之處。其在化工行業(yè)的應用難以替代。</p><p>　　本次的設計任務是氯乙烯----二氯乙烷的精餾裝置進料冷凝器的設計，通過設計的學習，讓我對冷凝器結構及基本原理有了更深一步的認識，了解、熟悉了固定管板式換熱器的設計，并能進行一定量、一定分離要求的冷凝器的設計。</p><p>

83、;　　在本次課程設計過程中，我發(fā)現(xiàn)了很多以前在課程學習時的不足之處，讓我在意識和認識上得到了提高，課程設計綜合了好幾門學科的知識讓我深深地體會到了學科間的貫穿和聯(lián)系，同時也讓我發(fā)現(xiàn)并改善了其他學習學科時的不足，有了一個全新的認識。而且提高了我的獨立自主的能力，處理事情考慮得更加全面，思考角度更加廣泛，決定更加迅速、準確。這次課程設計讓我們對這些科目有了更深刻的認識，更能靈活運用這些知識。理論聯(lián)系實際，將書本上的知識運用到實際的工業(yè)生產中

84、，并從中改進設備的屬性，提高產品質量。并且仔細考慮問題，使設備既安全又經濟從而達到工業(yè)生產的最終目的。</p><p>　　此次課程設計還讓我學習了尋找解決問題的途徑、思路，學會了如何查找所需的資料，在比較中設計選擇、優(yōu)化方案，是我的思路較之前更加縝密、態(tài)度更為審慎。讓我更加清楚地了解工業(yè)操作流程，對其操作要點有比較深刻的了解。對今后從事的行業(yè)有更深的認識！</p><p><b&g

85、t;　　參考文獻</b></p><p>　　[1]、《化工原理上冊》 天津科學技術出版社 夏清、陳常貴主編</p><p>　　[2]、《化工原理下冊》 天津科學技術出版社 夏清、陳常貴主編</p><p>　　[3]、《化工工藝制圖》 化學工業(yè)出版社 周大軍、揭嘉主編</p><p>　　[4]、

86、<化工機械基礎》 第一版 化學工業(yè)出版社 董大勤 主編</p><p>　　[5]、<化工工藝設計手冊下冊》 第一版 化學工業(yè)出版社 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　此次的課程設計之所以能順利完成，首先應該感謝**老師的認真指導，倆位老師不管天氣怎么樣，都是提前到

87、教室等待我們的到來；上課再忙，他們也不會缺席。他們嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，指導同學的熱情，深深地感染和激勵著我。從課題的開端到項目的最終完成，始終都在耐心地指導設計并不時地鼓勵我。每前進一步都離不開他們的督導，在此向老師表示忠心的感謝！</p><p>　　老師的指導固然重要，但課余之時也離不開同學的幫助，其中最重要的是我班同學**，他自己雖然很忙，但還是毫無怨言的幫助我。</p>&l