新疆工程学院
化工原理课程设计说明书
题目名称：8.78×103 kg/h合成氨厂变换气
列管式换热器设计
系 部： 化学与环境工程系 专业班级： 环境科学与工程15-1 学生姓名： 张 鑫 指导教师： 杨智勇 完成日期： 2024-1-12
格式及要求
1、摘 要
1)摘要正文
(小四，宋体)
摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。 2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词) (小四，黑体) 2、目录格式
目 录(三号，黑体，居中)
1 XXXXX（小四，黑体） ……………………………………………1 1.l XXXXX(小四，宋体) ……………………………………………2 1.1.1 XXXXX(同上) …………………………………………………3 3、说明书正文格式：
1. XXXXX (三号，黑体) 1．1 XXXXX(四号，黑体) 1.1.1 XXXXX(小四，黑体) 正文：XXXXX(小四，宋体) （页码居中）
4、 参考文献格式：
列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。
参考文献内容(五号，宋体) 示例如下：
期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。
图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。
5、.纸型、页码及版心要求： 纸 型： A4，双面打印 页 码： 居中，小五
版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm 相当于A4纸每页40行，每行38个字。 6、量和单位的使用：
必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。
摘要
按照设计任务要求，回收合成氨厂流量为8.78×103kg/h变换气的热量，以提高温度为126℃的进饱和塔热水,要求热水温度升高8℃。通过热量衡算确定估算出传热面积。确定水走管程，变换气走壳程。选定固定管板式换热器G600-Ⅰ-10-60。进一步核算总传热系数、换热面积及其裕度和压力降，符合设计要求。绘制了简单的工艺流程图。
关键词：热量衡算 传热系数 传热面积
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课程设计任务书
17/18学年 上 学期 2024年 1 月8日
专业 设计题目 起止时间 环境科学班级 环境15-1 课程名称 与工程 合成氨厂回收变换气提高进饱和塔热指导教师 水温度的列管式换热器设计 1.8-1.12 周数 1 设计地点 化工原理 杨智勇 南昌路区 设计目的： 1学会从资料、手册中查找相关的计算公式和数据；2进行一系列的换热器设计的正确计算，严密的分析、论证，表达出自己的设计思想；进行换热器的选型、设计；3能从理论上的正确性、技术上的可能性和经济上的合理性等方面对设计结果进行可行性和先进性的评价；4学习绘制设备的工艺条件图；5学习编制设计说明书。 设计任务或主要技术指标： 合成氨厂变换工段为回收变换气的热量以提高进饱和塔的热水温度，需设计一台列管式换热器。已知：变换气流量为8.78×103kg/h,变换气进换热器温度为230℃，压力为0.6MPa，热水流量为45.5×103kg/h,热水进换热器温度为126℃，压力为0.65MPa。要求热水升温8℃。设变换气出换热器的压力为0.58MPa。 物料 变换气 ?，㎏/m 3CP ，KJ/kg.℃ ?,W/m.℃ ?,Pa?s 2.98 1.86 0.0783 1.717×10-5 设计进度与要求： 1.8-1.9收集与换热器设计有关资料 1.9-1.11完成换热器的相关计算、绘图及设计 1.11-1.12完成设计说明书的编制，排版，打印 1.12-1.15完成答辩及成绩评定 根据情况各工作有交叉，同时并进。 主要参考书及参考资料： [1] 王志魁、刘丽英、刘伟主编，化工原理，第4版，化学工业出版社，2017年 [2] 刘雪媛、汤景凝主编，化工原理课程设计，中国石油大学出版社，2008年 [3] 姚玉英、陈常贵、柴诚敬主编，化工原理学习指南，天津大学出版社，2003年
目 录
第一章 绪论 ......................................................... 5 1列管式换热器类型的选择 ............................................ 5 2流体流程的选择原则 ................................................ 5 第二章 工艺过程设计 ................................................ 7 2工艺过程设计 ...................................................... 7 2.1估算传热面积 .................................................. 7
2.1.1估算传热面积所需条件 ....................................... 7 2.1.2传热计算（热负荷计算） ..................................... 7 2.2平均温差的计算 ................................................ 8 2.2.1有效平均温差的计算 ......................................... 8 2.2.2有效平均温差的计算 ......................................... 8 2.3 按经验值初选总传热系数 ........................................ 9 2.4 初算出所需的传热面积 .......................................... 9 2.5流体通道的选择 ................................................ 9 2.6试选型号 ...................................................... 9 2.7核算管称、壳称的流速及RE ...................................... 9 2.7.1壳程流通截面积、流速、雷诺数的确定 ......................... 9 2.7.2壳程流通截面积、流速、雷诺数的确定 ........................ 10 2.8对流给热系数的计算 ........................................... 11 2.8.1计算管程对流给热系数 ...................................... 11 2.8.2计算壳程对流传热系数 ...................................... 11 2.9总传热系数K的校验 ........................................... 12 2.10校核换热面积 ................................................ 12 2.10.1实际传热面积的确定 ....................................... 12 ................................... 12 2.10.2生产所需换热器传热面积
2.11对所选定换热器的校核 ........................................ 13 2.12压力降的计算 ................................................ 13 2.12.1 管程压力降 .............................................. 13 2.12.2 壳程的压力降 ............................................ 13 2.12.3对管、壳程压降的核验 ..................................... 14 2.13计算结果汇总 ................................................ 15 2.14换热器工艺简图 .............................................. 16 3参考文献 ......................................................... 17 4总结 ............................................................. 18 5致谢 ............................................................. 19
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