常用加熱劑和冷卻劑電子教案

1、項(xiàng)目2 傳熱及設(shè)備操作學(xué)習(xí)任務(wù)1換熱流程的確定和主體設(shè)備的選擇計(jì)劃學(xué)時2職業(yè)能力目標(biāo)專業(yè)能力社會能力方法能力確定換熱過程方案選擇主體設(shè)備團(tuán)隊(duì)工作能力溝通能力小組成員的協(xié)作能力擴(kuò)展相應(yīng)的信息收集能力制定工作計(jì)劃能獨(dú)立使用各種媒介完成學(xué)習(xí)任務(wù)工作結(jié)果的評價與反思學(xué)習(xí)情境描述接到車間主任指令：根據(jù)給定的傳換熱任務(wù)，確定傳熱方案，介紹流程中的主要工藝設(shè)備。組長接受任務(wù)后組織學(xué)員通過資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施和檢查、評估等過程完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)環(huán)境分析石油化工崗位操作技能實(shí)訓(xùn)中心、教材、輔導(dǎo)資料、化工工藝設(shè)計(jì)手冊、化工單元操作學(xué)習(xí)光盤、學(xué)習(xí)軟件、可以上網(wǎng)查閱資料的電腦、工作臺、拆裝工具等。教學(xué)方法采用角色扮

2、演法交代任務(wù)；用引導(dǎo)文和小組討論法完成決策和計(jì)劃的制定，采用任務(wù)驅(qū)動法實(shí)施工作任務(wù)。教學(xué)組織分組，分工，協(xié)作共同完成，分成6個小組，每組6人要做好記錄，由各小組長展示學(xué)習(xí)成果評議各小組展示的學(xué)習(xí)成果教師對每個小組及每個學(xué)生進(jìn)行監(jiān)視，做好記錄，作為成績評定的依據(jù)。實(shí)施步驟資訊常用的加熱劑與冷卻劑化工生產(chǎn)中的換熱目的主要有兩種，一是將工藝流體加熱(汽化)，二是將工藝流體冷卻（冷凝)。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的需要，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采用的加熱劑與冷卻劑種類較多。1常用的加熱劑（1）水蒸氣 水蒸氣是最常用的加熱劑，通常使用飽和水蒸氣，在蒸汽過熱程度不大(過熱2030)的條件下，允許使用過熱汽。優(yōu)點(diǎn)，汽化潛熱大，蒸汽

3、消耗量相對較小，在給定壓力下，冷凝溫度恒定，故在有必要時，可通過改變加熱蒸汽的壓力來調(diào)節(jié)其溫度；蒸汽冷凝時傳熱系數(shù)很大，能夠在低的溫度差下操作；價廉、無毒、無失火危險(xiǎn)等。缺點(diǎn)：飽和溫度與壓力一一對應(yīng)，且對應(yīng)的壓力較高，甚至中等飽和溫度(200)就對應(yīng)著相當(dāng)大的壓力(Pa)，對設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度要求高，投資費(fèi)用大。用水蒸氣加熱的方法有兩種：直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱。當(dāng)直接蒸汽加熱時，水蒸氣直接引入被加熱介質(zhì)中，并與介質(zhì)混合。這種方法適用于允許被加熱介質(zhì)和蒸汽的冷凝液混合的場合。直接蒸汽由鼓泡器引入，鼓泡器通常布置在設(shè)備底部，鼓泡器一般為開有許多小孔的盤管，蒸汽鼓泡時，通過并攪拌液層，與介質(zhì)直接換熱

4、。當(dāng)間接蒸汽加熱時，通過換熱器的間壁傳遞熱量。當(dāng)蒸汽在換熱器內(nèi)沒有完全冷凝時，一部分蒸汽將隨冷凝液排出，造成蒸汽消耗量增加，為了使冷凝液能夠順利排出而不帶走蒸汽，需要設(shè)置冷凝水排除器，如圖1-4所示。在冷凝水排除器內(nèi)始終保持一定的液位，以阻止蒸汽從冷凝水排除器內(nèi)漏出，（2）其他常用加熱劑化工生產(chǎn)中其他常用加熱劑的種類、組成、溫度范圍及特點(diǎn)見表1-1表1-1 常用的加熱劑及溫度范圍加熱劑溫度范圍/K組 成特 點(diǎn)熱水或高壓熱水376573無毒、腐蝕性小?？衫枚螣嵩?，節(jié)約能量。使用鍋爐熱水和從換熱器或蒸發(fā)器得到的冷凝水。和蒸汽冷凝相比，傳熱系數(shù)低很多，加熱的均勻性不好。使用高壓熱水時對設(shè)備的強(qiáng)度

5、要求和操作費(fèi)用較高。導(dǎo)熱油473623烴、醚、硅油、含鹵烴及含氮雜環(huán)使用溫度高（最高可達(dá)400），蒸氣壓低，不用高壓就能得到高溫，使用方便，既可用于加熱又可用于制冷。熔鹽573773硝酸鈉、硝酸鉀和亞硝酸鈉混合物流動性好，最高溫度可達(dá)600的高溫。熔鹽加熱裝置應(yīng)具有高度的氣密性，并用惰性氣體保護(hù)。由于硝酸鹽和亞硝酸鹽混合物具有很強(qiáng)的氧化性，因此應(yīng)避免和有機(jī)物接觸。煙道氣8731173一氧化碳、二氧化碳等混合氣體流動性號、傳熱效率高，奧做簡單此外，工業(yè)生產(chǎn)中，還可以利用液體金屬和電等來加熱。其中，液態(tài)金屬可加熱到300800，電加熱最高可加熱到3000。2常用的冷卻劑工業(yè)生產(chǎn)中，使用最普遍的冷卻

6、劑是水和空氣，可得到1030的冷卻溫度。水的主要來源是江河水和地下水，江河水的溫度與當(dāng)?shù)貧夂蛞约凹竟?jié)有關(guān)，通常在1030左右，地下水的溫度則較低，大約在415左右。為了節(jié)約用水和保護(hù)環(huán)境，生產(chǎn)上大多使用循環(huán)水，在換熱器內(nèi)用過的冷卻水，送至涼水塔內(nèi)，與空氣逆流接觸，部分汽化而冷卻，再重新作為冷卻劑使用。冷卻水可用于間壁式換熱器和混合式換熱器中。工業(yè)用水由于常常會被污染，因此要求在最終排放前，必須進(jìn)行水質(zhì)凈化。以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?？諝庾鳛槔鋮s劑，適用于有通風(fēng)機(jī)的冷卻塔和有更大的傳熱面的換熱器(如翅片式換熱器)的強(qiáng)制冷卻?？諝庾鳛槔鋮s劑的優(yōu)點(diǎn)是不會在傳熱面產(chǎn)生污垢。其缺點(diǎn)是傳熱系數(shù)小，比熱容較低，耗用量

7、較大，達(dá)到同樣的冷卻效果，空氣的質(zhì)量流量大約是水的5倍。若要冷卻到0左右，工業(yè)上通常采用冷凍鹽水(如氯化鈣溶液)，由于鹽的存在，使水的凝固溫度大為下降(其具體數(shù)值視鹽的種類和含量而定)，鹽水的低溫由制冷系統(tǒng)提供。此外，為了得到更低的冷卻溫度或更好的冷卻效果，還可借助于制冷技術(shù)，使用沸點(diǎn)更低的制冷劑，如液氨等。值得說明的是，加熱劑(或冷卻劑)的選擇應(yīng)以本著能量綜合利用的原則來進(jìn)行，即應(yīng)盡可能選用工藝上要求冷卻降溫的高溫流體作加熱劑，選用工藝上要求加熱升溫的低溫流體作冷卻劑。以達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)中無可利用為加熱劑(或冷卻劑)的流體時，一般以水蒸氣為加熱劑，以水、空氣為

8、冷卻劑。實(shí)施步驟計(jì)劃與決策1引導(dǎo)學(xué)生熟悉“學(xué)生學(xué)習(xí)手冊1-1”中的“一”，并完成學(xué)習(xí)手冊中“二”項(xiàng)的“（一）”內(nèi)容。1）接受任務(wù)2）完成基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)2監(jiān)視學(xué)生進(jìn)行小組討論，并做出決策和計(jì)劃1）對學(xué)習(xí)進(jìn)行決策2）制定學(xué)習(xí)計(jì)劃（提交計(jì)劃，組長匯報(bào)）3）對學(xué)員的計(jì)劃進(jìn)行可行性分析實(shí)施步驟學(xué)習(xí)工作任務(wù)的實(shí)施教學(xué)組織教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)及時間分配1告知訓(xùn)練項(xiàng)目：換熱方案確定和主體設(shè)備的選擇2介紹傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用3介紹傳熱過程案例4講解工業(yè)換熱方法5換熱方案確定和主體設(shè)備的選擇訓(xùn)練6進(jìn)行傳熱過程的認(rèn)識考核7歸納總結(jié)：換熱方案確定和主體設(shè)備的選擇的重要性及基本步驟。8布置下次任務(wù)：傳熱參數(shù)工藝參數(shù)的確定。教師講授，PPT，10min教師講授，PPT，40min教師講授，PPT，40min教師講授，PPT，40min學(xué)生現(xiàn)場練習(xí)，265mi