淡膝z究a孝Wuhan Institute of t echnology材料科学与工程学院课程设计说明书课题名称专业班级学生学号学生姓名学生成绩指导教师课题工作时间材料科学与工程学院课程设计任务书专业 高材 班级11高材2学生姓名发题时间：2014 年 6 月 23 日一、课题名称乙醇-水精储塔顶产品冷凝器设计二、课题条件(文献资料、仪器设备、指导力量)(一) 设计任务设计一冷凝器，冷凝乙醇 -水系统精储塔顶部的储出产品，乙醇浓度与处理量如下所示，要求全部冷凝；(1) 处理能力：T/y。(2) 产品浓度：含乙醇%(3) 冷却剂：自来软水，进口温度计 (&): ，出口温度(t2): (二) 操作条件：(1) 生产方式：连续操作(2) 生间时间：每年以 300天计算，每天 24小时(3) 冷凝器操作压力为常压，管程和壳程的压力降均不大于30KPa。三、设计任务1确定设计方案，绘制工艺流程图。2热力学计算2.1热力学数据的获取2 . 2估算传热面积2. 3工艺尺寸计算2 . 4面积核算2. 5壁温校核2 . 6压降校核3结构设计3 . 1冷凝器安装3 . 2管设计3 . 3管心距设计3 . 4管板设计3 . 5折流板设计3 . 6壳体设计3 . 7接管设计3 . 8封头设计3 . 9法兰设计3 . 10支座设计3. 11其它4设计计算结果汇总表5设计结果评价6绘制装配图7编制设计说明书四、设计所需技术参数物性数据：热容、粘度、密度、导热系数等。五、设计说明书内容1封面2任务书3课程设计综合成绩评定表4中英文摘要。5目录及页码6概述7按设计任务顺序说明8结语简述设计体会，收获，提出建议等。9参考文献10附冷凝装配图及流程图六、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1设计动员，下达设计任务书2014.6.232搜集资料，阅读教材，拟订设计进度2010.6.23-6.243设计计算（包括电算）2010.6.25-6.274绘图2010.6.28-6.305整理设计资料，撰写设计说明书2010.7.1 7.36设计小结及答辩2010.7.3 -7.4指导教师（签名）：2014 年月日学科部（教研室）主任（签名）：2014 年月日说明:1. 学生进行课程设计前，指导教师应事先填好此任务书，并正式打印、签 名，经学科部（教研室）主任审核签字后，正式发给学生。设计装订时 应将此任务书订在设计说明书首页。2. 如果设计技术参数量大，可在任务书后另设附表列出。3. 所有签名均要求手签，以示负责材料科学与工程学院课程设计综合成绩评定表学生姓名学生班级设计题目指导教师评语指导教师签字：年 月日答辩记录答辩组成员签字:记录人：年 月 日成绩综合评定栏设计情况答辩情况项目权重分值项目权重分值1、计算和绘图能力351、回答问题能力202、综合运用专业知识能力102、表述能力（逻辑性、条理性）103、运用计算机能力和外语能力104、查阅资料、运用工具书的能力55、独立完成设计能力56、书写情况（文字能力、整洁度）5综合成绩指导教师签名：学科部主任签名：年 月日年 月日摘 要课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节。根据课题要求和课堂讲授内容，做相应的自主练习，深度理解课堂所讲解的内容；通过分析典型例题或者查阅相关文献，针对此次课题深入研究，巩固并学会运用所学知识设计乙醇-水精僻塔顶产品冷凝器。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事 求是，严肃认真，高度负责的工作态度。本次课程设计为乙醇-水蒸僻塔塔顶产品冷凝器设计，要求设计一台冷凝器，将精僻塔顶乙醇一水气相产品全部冷凝。 设计任务包括：1确定设计方案，绘制工艺流程图；2热力学计算；3结构设计；4绘制装配图；5编制设计说明书。经过仔细计算，最终 设计出符合规定的冷凝器，并画出相应装配图。关键词：冷凝器；热力学数据；传热面积；核算；结构设计AbstractCurriculum design is a comprehensive and practical teaching link in the teaching of the Principles of Chemical Engineering course.According to the request of the topic and teaching content, we can do the independent practice and deeply understand the content of the class in detail.Through the analysis of typical examples or consulting relevant literature,and studying on the subject deeply, we can consolidate and learn to use our knowledge to design the ethanol - water distillation condenser overhead product. At the same time, through the curriculum design,we can also make the students set up the correct design ideas, cultivate practical and realistic, serious and highly responsible work attitude.This course is to design a ethanol - water distillation tower condenser product, and design a condenser, the essence of distillation tower of ethanol - water vapour phase all condensation products.The design tasks include: 1 determine the designscheme,and draw the process diagram; 2 the thermodynamic calculation; 3 structure design; 4 draw assembly drawings; 5 design specification. After careful calculation, the final design conforms to the provisions of the condenser, and draw the corresponding assembly drawing.Key words: condenser; Thermodynamic data; Heat transfer area. Accounting. The structure design第一章概述1.1冷凝的目的 11.2换热器的种类 11.3固定管板式换热器的简单介绍 -2-第二章设计方案2.1换热器的选型 32.2 流动空间安排、管径及流速的确定 42.3物性参数 4第三章设计计算3.1估算传热面积 73.2工艺尺寸计算 83.3面积核算 93.4壁温校核 1 13.5压降校核 1 13.5.1管程压降计算 1 13.5.2壳程压降计算 1 2第四章结构设计4.1冷凝器安装 134.2 管设计 1 34.3 管心距(t)的设计 144.3.1管子在管板上的固定 144.3.2管心距设计 154.4 管板设计 154.5 折流板设计 164.6壳体设计 174.7接管设计 174.8封头设计 184.9法兰设计 184.10支座设计 184.11 其它 194.12换热器主要结构尺寸和计算结果 19第五章设计小结 -18-致谢 -19-参考文献 -19-第一章概述1.1冷凝的目的在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：（1）回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；（2）除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气的有害物质，以免污染大气。气体和混合物的分离，往往是根据混合物各组分问某种物理性质和化学性质的差异来进行的。根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法，冷凝操作仅为其中之一，它是根据混合物各组分沸点不同而达到分离的目的的。1.2换热器的种类表1换热器的分类列管式固定管板式刚性结构用于管壳温小的情况（一般 三50 C,关键不能清洗，壳程清洗空难，壳程易走不宜结构的物质带膨胀节有一定温度补偿能力，壳程只能承受低压力，不超过0.6MPa浮头式适用丁管壳壁间温差较大，或易丁腐蚀和结垢的场合，造价比固定式高20%U形管式管内外均能承受高压，管内活洗及检修困难，管子难以更换填料函式外填料函管问容易泄露，不易处理易挥发，易爆炸及压力较高的介质内填料函爸封性能差，不能用丁压差较小的场合。釜式壳体上部有个蒸发空问，用丁再沸蒸煮双套管式结构比较复杂，主要用丁高温高压场合和固定反应器1.3固定管板式换热器的简单介绍固定管板式换热器的管端以焊接或膨胀的方法固定在管板上，管板与壳体以焊接的 方式连接。主要部件有管箱、管板、管子膨胀节、定距管、折流板等组成。在壳体中设置有平行的管束，管束的两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两端 管板直接和壳体焊接在一起，壳体的进出管直接焊接在壳体上，装有进口或出口管的封 头管箱用螺栓与外壳两管板紧固。管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种 换热器，管程可用管板分成任何程数。第二章设计方案2.1换热器的选型两流体温度变化情况：塔顶热流体（乙醇蒸汽）进口温度78.33 C ,出口温度78.33 C。（91%的乙醇常压下沸点为78.33 C，过程中有相变，冷流体（循环水）进口温度 30C, 而冷却水的出口温度为 40C,估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用卧式的固定管板式换热器。2.2 流动空间安排、管径及流速的确定虽然冷却水较易结垢，但乙醇易挥发、易爆炸走壳程不易漏，虽然流速太低将会加快污垢的增长速度使换热器的热流量下降.再者,饱和蒸汽宜走管问，以便丁及时排除冷凝液，工业生产也都是先从安全稳定角度考