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发酵工厂设计概论课程设计模版 空气系统： 1．空气压缩机： 无菌空气消耗量：（150*0.7*18+10*0.7*6）*0.2= 386.4（ m3/min）， 查《化工工艺设计手册》（第二版） 初选固定式空气压缩机72－100/8型。排气量100 m3/min，外形尺寸2950×1850×2890，取四台并联工作 2．空气贮罐： V＝0.2W＝0.2×（100×4）＝80m3 拟选用两台相同容积的空气贮罐，各40 m3 ，设高径比2.5：1 则，则D＝2.74m，H＝2.5D＝6.85m 3．第一冷却器： 压缩空气温度 125℃ 35℃ 冷却水温度 33℃ 28℃ △t1=92℃ △t2＝7℃ 取总传热系数K＝7.5 kcal/(m2·h·℃)＝87.20 w/(m2·℃) 换热面积： （据各厂经验，每1m3空气需冷却空气0.75～1m2） 拟选用公称换热面积为40m2的列管式换热器8台。 附：40m2的列管式换热器的设计计算。 采用Φ25×2的无缝钢管，取每根管长为3米。 ⑴．管子的排列及管体直径： 管子数目： A=40m2，d平＝1／2×(25+21)＝23mm＝0.023m，l=3m 管子采用三角形排法。取管中心距t=1.3×d外＝1.3×0.025＝0.0325米 取32mm 经绘图试排，得管中心一排管子为15根，即nl=15 壳体直径 D内＝t(nl－1)+d外+2 ＝0.032×(15－1)＋0.025+2×0.032＝0.537m 取D内为0.55m ⑵．壳体壁厚及长度： 按内压圆筒计算壁厚 取设计压力P=0.5MPa ，内径D内＝0.55m＝55cm [δ]=127MPa ，φ＝1焊缝系数 ，l＝0.28cm （《发酵工厂设计概论》 P108） 取为S=4mm 壳体长度 L=6 D内＝6×0.55＝3.3m（壳体长度与直径之比以4～6为宜 （《发酵工厂设计概论》）） 管板厚度（不带法兰） d外＝25mm ，取l=12mm（腐蚀裕度（《发酵工厂设计概论》）） S=25／8+12=15mm 若是带法兰，则按法兰规定取S=2mm ⑶．挡板： 采用圆缺形挡板，取缺口高度为直径的25％，(10%~40%) 则切去的弓形高度＝0.55×1／4＝0.1375m 取为0.137m 挡板距 0.55×1／2＝0.275m （壳体直径的1／3～1／2（《化工设计手册》）） 挡板块数＝3／0.275－1＝10块 4．第二冷却器： 平均温度差 Δt平 压缩空气温度 35℃ ───→ 25℃ 冷却水温度 23℃ ───→ 18℃ Δt1＝12℃ Δt2＝7℃ Δt平＝(12－7)／Ln(12／7)＝9.3℃ 取总传热系数 K=150千卡／米2·时·℃＝174.40W/m2·℃ 换热面积 拟选用公称换热面积为40m2的列管式换热器3台。 5．加热器： 平均温度差 Δt平 压缩空气温度 25℃ ────→ 34℃ 冷却水温度 80℃ ────→ 130℃ Δt1＝55℃ Δt2＝96℃ Δt平＝(96－55)／Ln(96／55)＝73.6℃ 取总传热系数 K=50W/m2·℃ （《列管式换热器》） 换热面积 拟选用公称换热面积为25m2的列管式换热器1台。 附：40m2的列管式换热器的设计计算。 采用Φ25×2的无缝钢管，取每根管长为3米。 ⑴．管子的排列及管体直径： 管子数目 管子采用三角形排法。取管中心距t=1.3×d外＝1.3×0.025＝0.0325米 取32mm 经绘图试排，得管中心一排管子为12根，即nl=12 壳体直径 D内＝t(nl－1)+d外+2t ＝0.032×(12－1)＋0.025+2×0.032＝0.442m 取D内为0.45m ⑵．壳体壁厚及长度： 按内压圆筒计算壁厚 取设计压力P=0.5MPa ，内径D内＝0.45m＝45cm [δ]=127MPa ，φ＝1焊缝系数 ，l＝0.28cm （《发酵工厂设计概论》 P108） 取为S=4mm 壳体长度 L=6D内＝6×0.55＝3.3m （壳体长度与直径之比以4～6为宜 （《发酵工厂设计概论》）） 管板厚度（不带法兰） d外＝25mm ，取l=12mm（腐蚀裕度（《发酵工厂设计概论》）） S=25／8+12=15mm 若是带法兰，则按法兰规定取S=2mm ⑶．挡板： 采用圆缺形挡板，取缺