食品工程原理课程设计说明书--列管式换热器设计.doc

食品工程原理课程设计说明书 设计题目： 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 任务书 设计参数 某生产过程中，需将400kg/h的从℃进一步冷却至℃之后进入生产装置，其工作压力为MPa，冷却介质采用，其工作压力为0.MPa，水入口温度为 ℃，出口温度为℃，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务，并画出所选用的列管换热器及工程流程图。 设计步骤 1) 确定流体在换热器两端的温度，选择列管换热器的形式。 2) 计算流体的定性温度，确定流体的物性数据。 3) 根据传热任务计算热负荷。 4) 计算平均温差，并根据温度差校正系数不应该小于0.8的原则，决定壳程数。 5) 根据总传热系数的经验值范围，或按生产实际情况，选定总传热系数K值。 6) 有总传热速率方程Q=KS△初步算出传热面积S，并确定换热器的基本尺寸(如d\L\n及管子在管板上的排列等)，或按系列表选择设备规格。 7) 计算管程、壳程对流传热系数，确定污垢热阻，再计算总传热器系数K。比较K选和K计，若 ，则初选的设备规格。否则需另设K选值，重复以上极端步骤 设计要求 1）写出设计计算书（计算过程及计算结果尽量表格化） 2）画出列管式换热器示意图 3）画出管子排列形式示意图 4）1 确定设计方案 1 1.1 选择换热器的类型 1 1.2 流动空间及流速的确定 1 2 确定物性数据 1 3 计算总传热系数 1 3.1 热流量 1 3.2平均传热温差 2 3.3冷却水用量 2 3.4污垢热阻 2 3.5 总传热系数 2 4 计算传热面积 3 5 工艺结构尺寸 3 5.1管径和管内流速 3 5.2管程数和传热管数 3 5.3平均传热温差校正及壳程数 3 5.4传热管排列和分程方法 4 5.5壳体内径 4 5.6折流板 4 5.7接管 4 6 换热器核算 5 6.1热量核算 5 6.1.1壳程对流传热系数 5 6.1.2管程对流传热系数 5 6.1.3传热系数K 6 6.1.4传热面积S 6 参考文献 7 致 谢 8 （一）确定设计方案 1.选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口180℃，出口温度80℃；冷流体进口温度18℃，出口温度30℃。该换热器用循环冷却税冷却，冬季操作时温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 2.流动空间及流速的确定 由于循环冷却易结垢，应是循环水走管程，选用25×2.5的碳钢管，管内流速取。 （二）确定物性数据 壳程的定性温度 　　　　　　　　　　T=(140+40)/2=90(℃) 管程流体的定性温度为 t=(15+28)∕2=21.5（℃） 水在90℃下的有关物性数据如下 密度 定压比热容 ℃ 热导率 粘度 循环冷却水在21.5℃下的物性数据： 密度 定压比热容 热导率 粘度 （三）计算总传热系数 1．热流量 2.平均传热温差 ℃ 3.冷却水用量 4．总传热系数K 管程传热系数 Re= 壳程传热系数 假设壳程的传热系 污垢热阻 管壁的导热系数 (四)计算传热面积 考虑15%的面积裕度， （五）工艺结构尺寸 1.管径和管内流速 选用传热管（碳管），取管内流速。 2.管程数和流速确定单程传热管数 按单程管计算，所需的传热管长度为 按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管L=6m，则该换热器管程数为 传热管总根数N=652=130（根） 3.平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 按单壳程，双管程结构，温差校正系数查表5-3 平均传热温差 4.传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，搁板两侧采用正方形排列。取管心距，则