【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱 熱交換器 課程設(shè)計(jì) 題目名稱 111kW水冷式冷凝器 學(xué)生學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2021 年 07 月 05 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 設(shè)計(jì)一臺(tái)冷庫用冷凝器。冷凝器熱負(fù)荷 kQ =111kW，冷凝溫度 kt ＝ 40℃，制冷劑為 R22。冷 卻水進(jìn)出口溫度分別為：進(jìn)口溫度 2t? ＝ 32℃，出口溫度 2t? ＝ 36℃。 二、 課程 設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù) 1）學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。 2）換熱器設(shè)計(jì)要結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計(jì)計(jì)算正確。 3）圖紙要求：圖面整潔、布局合理，線條粗細(xì)分明，符號(hào)國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸標(biāo)注規(guī)范，用計(jì)算機(jī)繪圖。 4）說明書要求： 文字要求：文字通順，語言流暢，書寫工整，層次分明，用計(jì)算機(jī)打印。 格式要求： （ 1）課程設(shè)計(jì)封面；（ 2）任務(wù)書；（ 3）摘要；（ 4）目錄；（ 5）正 文，包括設(shè)計(jì)的主要參數(shù)、熱力計(jì)算、傳熱計(jì)算、換熱器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算布置及阻力計(jì)算等設(shè)計(jì)過程；對(duì)所設(shè)計(jì)的換熱器總體結(jié)構(gòu)的討論分析；心得體會(huì)等；（ 6）參考文獻(xiàn) 三、 課程 設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作 1） 按照設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，編寫詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書 1 份 ； 2） 繪制換熱器的裝配圖 1張，拆畫零件圖 1～ 2張 。 四、 課程 設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容 地點(diǎn) 起止日期 1 學(xué)生分組；布置任務(wù)；根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù) 收集 有關(guān)的原始資料，并選定熱交換器的型式等。 指定教室 2 進(jìn)行換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算 （包括傳熱計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、流動(dòng)阻力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì) 算等） 宿舍 3 編寫設(shè)計(jì)說明書 （嚴(yán)格按照廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書撰寫規(guī)范編寫） 宿舍 4 繪制換熱器裝配圖 1張； 拆畫零件圖 1～ 2張 宿舍 5 設(shè)計(jì)答辯及成績?cè)u(píng)定 指定教室 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 吳業(yè)正 . 制冷原理及設(shè)備（第 2版） [M]. 西安：西安交通大學(xué)出版社 ,1998. [2] 吳業(yè)正 .小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999. [3] 史美中 ,王中錚 .熱交換器原理與設(shè)計(jì) [M].南京 ：東南大學(xué)出版社， 2021. [4] 余建祖 .換熱器原理與設(shè)計(jì) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. [5] 楊世銘，陶文銓 .傳熱學(xué)（第四版） [M]. 北京：高等教育出版社， 2021. [6] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)－管殼式換熱器（ GB151－ 1999） . [7] 其它設(shè)計(jì)資料：包括各種換熱器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、制冷設(shè)備手冊(cè)、制冷機(jī)工藝等相關(guān)資料 . 發(fā)出任務(wù)書日期： 2021 年 6 月 25日 指導(dǎo)教師簽名： 計(jì)劃完成日期： 2021 年 7月 06日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽 章： 主管院長簽章： 設(shè) 計(jì) 總 說 明 本 課程 設(shè)計(jì)是 設(shè)計(jì)一個(gè)熱負(fù)荷為 111kW的水冷式管殼冷凝器。本課程設(shè)計(jì)是在給定冷凝器換熱量 111kQ kW? ， 制冷劑為 R22， 冷凝溫度 kt ＝ 40℃ ， 冷卻水進(jìn)口溫度 2t? ＝ 32℃ ，冷卻水出口溫度 2t? ＝ 36℃， 假定蒸發(fā)溫度 0 15tC?? ? 、 制冷劑過熱度 為 5rtC? ? ? 的條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 整個(gè)設(shè)計(jì)過程主要 包括傳熱設(shè)計(jì)計(jì)算 、 水的流動(dòng)阻力計(jì)算 、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 、配件選擇及主要配件的強(qiáng)度校核 ，同時(shí)結(jié)合整體設(shè)備運(yùn)行原理，對(duì)該水冷式管殼冷凝器各性能參數(shù)進(jìn)行校正。 本次設(shè)計(jì)先從傳熱設(shè)計(jì)計(jì)算著手，先根據(jù)熱力循環(huán)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱力計(jì)算，同時(shí)采用假定熱流密度及試湊法進(jìn)行計(jì)算以確定較好的工作點(diǎn)，其中傳熱設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算相互交叉進(jìn)行，接著計(jì)算水的流動(dòng)阻力以及零部件的選取，最后進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算與強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括了換熱管的布置排列，換熱管和流程數(shù)、管長、殼 體、端蓋、法蘭、螺栓和墊片等的選取。 經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算，可以知道殼管式冷凝器的換熱面積為 20 ? 、 流程數(shù)N=2，總管數(shù) 80NZ??根 ，有效單管長 ? ，制冷劑蒸汽進(jìn)口管徑 42 ? ? ，制冷劑液體出口管徑 38 ? ? ，冷卻水進(jìn)出口管徑為 108 ? ? ， 水泵最小 功率為 1414Pe kW? 。 通過本次的設(shè)計(jì)，得到了一個(gè)較合理的水冷式管殼冷凝器。 關(guān)鍵詞 ： 冷凝器 管殼式 熱交換器 課程設(shè)計(jì) 目 錄 一、冷凝器熱力、結(jié)構(gòu)計(jì)算 ....................................... 1 冷凝器的傳熱循環(huán)的確定 ........................................ 1 冷卻水流量 vsq 和平均傳熱溫差 mT? 的確定 .......................... 2 換熱管的選型 .................................................. 3 確定每流程管數(shù) Z、有效單管長 l 及流程數(shù) N ........................ 3 傳熱管的布置排列及主體結(jié)構(gòu) .................................... 4 傳熱計(jì)算及所需傳熱面積確定 .................................... 5 二、冷卻水側(cè)阻力計(jì)算 ........................................... 8 三、冷凝器的配件及其強(qiáng)度校核 ................................... 8 連接管管徑計(jì)算 ................................................ 8 防沖板 ....................................................... 10 殼體 ......................................................... 10 管板 ......................................................... 10 端蓋 ......................................................... 11 支座 ......................................................... 12 支撐板 ....................................................... 13 拉桿 ......................................................... 13 法蘭類選擇 ................................................... 13 墊片 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 螺栓 ........................................................ 17 分程隔板 .................................................... 19 四、主要參考文獻(xiàn) ............................................. 20 五、心得體會(huì) ......................................