石油化工機械設計課程項目任務書一、項目名稱管殼式換熱器設計二、基本信息項目內容----------------------------------------------------------課程名稱石油化工機械設計適用專業(yè)過程裝備與控制工程、化學工程與工藝等相關專業(yè)課程性質專業(yè)核心課程實踐環(huán)節(jié)項目周期課程后半程，集中X周（或分散X學時）指導教師（此處填寫指導教師姓名）學生班級/組別（此處待學生填寫）項目啟動日期（XXXX年XX月XX日）項目提交日期（XXXX年XX月XX日）三、項目背景與意義石油化工行業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產業(yè)，其生產過程具有高溫、高壓、易燃、易爆、有毒等特點，對核心裝備的安全性、可靠性和經(jīng)濟性提出了極高要求。換熱器作為實現(xiàn)熱量傳遞與回收的關鍵設備，廣泛應用于石油煉制、化工反應、能源動力、制藥、食品等諸多領域，其設計水平直接影響整個工藝流程的效率、能耗及運行成本。本課程項目旨在通過對典型石油化工設備——管殼式換熱器的完整設計過程，使學生能夠綜合運用前期所學的理論知識，如化工原理、機械設計、工程材料、化工設備機械基礎、制圖等，掌握石油化工設備設計的基本方法、規(guī)范和流程。通過親自動手實踐，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，提升其工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識及團隊協(xié)作精神，為未來從事相關領域的工程設計、技術開發(fā)與管理工作奠定堅實基礎。四、項目目標（一）總目標完成一臺特定工藝條件下管殼式換熱器的設計，使其滿足給定的工藝性能要求、安全規(guī)范及經(jīng)濟合理性，并提交完整的設計計算說明書與設計圖紙。（二）具體目標1.掌握管殼式換熱器的結構組成、工作原理及設計計算方法。2.能夠根據(jù)給定的工藝參數(shù)，進行換熱器的熱力計算、結構設計與強度校核。3.學會查閱相關的國家標準、行業(yè)規(guī)范及設計手冊，正確選用標準零部件。4.培養(yǎng)工程制圖能力，能夠繪制符合要求的換熱器裝配圖和主要零部件圖。5.提升技術文檔撰寫能力，能夠規(guī)范編寫設計計算說明書。6.培養(yǎng)獨立思考、分析問題和解決問題的能力，以及一定的創(chuàng)新思維。7.（若為團隊項目）培養(yǎng)團隊協(xié)作與溝通能力，學會在團隊中發(fā)揮作用并有效配合。五、項目任務與要求（一）設計任務針對給定的工藝條件（見“設計參數(shù)”），完成一臺管殼式換熱器的設計，主要包括：1.工藝參數(shù)確定與物料衡算：明確設計任務書給定的物流參數(shù)，進行必要的核算。2.傳熱計算：*熱負荷計算。*平均溫差計算及溫差校正系數(shù)的確定。*傳熱系數(shù)估算與校核，確定換熱面積，并進行適當?shù)拿娣e裕度考慮。3.結構設計：*殼體直徑與管程數(shù)的確定。*換熱管規(guī)格、排列方式、數(shù)量、長度及管間距的確定。*管板尺寸及厚度初步估算。*折流板（或支持板）的形式、尺寸、間距及數(shù)量設計。*殼程與管程進出口接管的類型與尺寸設計。*管箱、封頭、法蘭等零部件的選型與初步尺寸確定。*考慮必要的防沖、導流、排氣、排液等結構。4.強度校核：*對殼體、管板、封頭、法蘭等關鍵受壓元件進行強度（或剛度）校核計算，確保符合相關標準規(guī)范要求。5.繪圖：*繪制換熱器總裝配圖一張（A0或A1幅面）。*繪制主要零部件圖至少一張（如管板、折流板等，A2或A3幅面）。6.編寫設計計算說明書：詳細記錄設計思路、計算過程、數(shù)據(jù)來源、圖表及結論等。（二）設計參數(shù)（示例，具體參數(shù)由指導教師根據(jù)教學情況確定）1.設計題目：某煉油廠柴油-原油換熱器設計2.管程流體：原油*流量：XXm3/h*進口溫度：XX℃*出口溫度：XX℃*操作壓力（表壓）：XXMPa3.殼程流體：柴油*流量：XXm3/h*進口溫度：XX℃*出口溫度：XX℃*操作壓力（表壓）：XXMPa4.設備安裝場地：室內，有檢修空間5.材質限制：主體材質選用碳鋼或不銹鋼（根據(jù)工況確定）6.污垢熱阻：按相關標準選取或由教師指定7.設計壽命：XX年8.其他：如單程/多程、立式/臥式等（可由學生自行論證或教師指定）（三）設計要求1.安全性：嚴格遵守國家及行業(yè)相關標準規(guī)范（如GB151《熱交換器》、GB150《壓力容器》等），確保設計的換熱器在規(guī)定工況下安全可靠運行。2.經(jīng)濟性：在滿足安全和性能的前提下，應考慮設備的制造成本、運行成本及維護成本，力求經(jīng)濟合理。3.工藝性：結構設計應考慮制造、安裝、檢修的便利性。4.先進性：鼓勵在設計中采用合理的新技術、新結構、新材料（若適用且有依據(jù)）。5.規(guī)范性：設計計算過程準確，圖紙繪制符合機械制圖標準，設計說明書條理清晰、文字通順、數(shù)據(jù)準確、圖表規(guī)范。六、項目實施步驟與進度安排1.第一階段：準備與方案設計（X天/周）*明確設計任務，查閱文獻資料、國家標準及設計手冊。*收集物性數(shù)據(jù)，進行物料及熱量衡算。*初步確定換熱器類型、流程布置及主要結構形式，形成初步設計方案。2.第二階段：詳細計算與結構設計（X天/周）*進行傳熱計算，確定換熱面積及主要幾何參數(shù)。*進行各零部件的結構尺寸設計與強度校核。*繪制裝配草圖，進行方案優(yōu)化。3.第三階段：繪圖與說明書撰寫（X天/周）*繪制正式的裝配圖和零部件圖。*整理設計計算過程，撰寫設計計算說明書。4.第四階段：檢查、修改與提交（X天/周）*對設計成果進行自查和互查，根據(jù)指導教師意見進行修改完善。*提交最終設計成果（圖紙、說明書等）。5.第五階段：答辯與成績評定（X天/周）*進行項目成果匯報與答辯。七、項目成果要求1.設計計算說明書一份，內容應包括：*封面（項目名稱、班級、姓名/組別、學號、指導教師、日期）*目錄*摘要（簡要說明設計任務、主要設計思路、成果和結論）*正文（項目背景與意義、設計參數(shù)、方案論證、詳細計算過程、結構設計說明、強度校核、設計結果匯總、問題討論與改進建議等）*參考文獻*附錄（必要的計算簡圖、物性數(shù)據(jù)表、主要圖表等）2.設計圖紙：*換熱器裝配圖（1張）：應按機械制圖標準繪制，包含必要的視圖、尺寸、公差配合、技術要求、標題欄和明細欄。*主要零部件圖（至少1張）：如管板圖、折流板圖等，要求同上。3.電子文檔：設計計算說明書（Word格式）和設計圖紙（AutoCAD等格式的電子文件）。八、評價方式與標準1.過程表現(xiàn)（XX%）：包括出勤、學習態(tài)度、資料查閱能力、獨立思考能力、團隊協(xié)作（若為團隊項目）等。2.設計方案與計算（XX%）：方案的合理性與創(chuàng)新性，計算過程的準確性與完整性，對標準規(guī)范的理解和應用能力。3.設計圖紙質量（XX%）：圖紙的規(guī)范性、完整性、準確性，視圖表達是否清晰合理，尺寸標注是否完整正確，技術要求是否明確等。4.設計計算說明書（XX%）：內容的全面性、系統(tǒng)性、邏輯性，文字表達的清晰度，圖表的規(guī)范性，參考文獻的引用等。5.答辯表現(xiàn)（XX%）：對設計內容的熟悉程度，回答問題的準確性與條理性，應變能力等。（注：各項權重可由指導教師根據(jù)實際情況調整）九、參考文獻與資料1.GB____《熱交換器》2.GB150.1~150.____《壓力容器》3.《化工設備設計手冊》（各版本均可，如成大先主編）4.《換熱器設計手冊》（如錢頌文主編）5.《石油化工設備設計選用手冊》6.相關化工原理、化工機械設計教材及專業(yè)期刊文獻。7.相關工程公司的換熱器設計計算軟件（若有條件）。十、指導教師聯(lián)系方式*指導教師：XXX*辦公室：XXX*聯(lián)系電話：XXX*電子郵箱：XXX*答疑時間：每周X（具體時間地點）十一、備注1.學生在設計過程中應主動思考，獨立完成，嚴禁抄襲。如發(fā)