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空氣壓縮機后冷卻器課程設計(已修改)

2025-06-21 07:37 本頁面
 

【正文】 化工原理課程設計 空氣壓縮機后冷卻器課程設計 1 課程設計說明書 空氣壓縮機后冷卻器課程設計 學生姓名 指導教師 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 2021 年 7 月 化工原理課程設計 空氣壓縮機后冷卻器課程設計 2 目 錄 第 一 章 設計任務 3 第 二 章 確定設計方案 4 第 三 章 工藝設計 5 確定總傳熱量 5 確定冷卻劑流量 5 平均傳熱溫差校正 6 確定空氣側傳熱系數 6 確定水側傳熱系數 7 確定總的傳熱系數 8 確定換熱器所需管子數 9 設計計算的校核 9 工藝設計結論 10 第 四 章 結構設計 11 第 五 章 機械設計 12 第 六 章 附屬設備選型 15 第七章 設計結果匯總 16 第 八 章 設計總結 17 第 九 章 參考資料 18 第十章 答辯題目 19 化工原理課程設計 空氣壓縮機后冷卻器課程設計 3 第 一 章 設計任務 化工原理課程設計 空氣壓縮機后冷卻器課程設計 4 第 二 章 確定設計方案 冷卻器的型式的選擇 本設計中 空氣壓縮機的后冷卻器選用帶有折流擋板的固定管板式列管式換熱器,因為列管式換熱器具有單位體積傳熱面積大,結構緊湊、堅固,傳熱效果好,而且能用多種材料制造,適用性較強,操作彈性大,且適用于高溫、高壓的大型裝置中。 采用折流擋板,可使作為冷卻劑的水容易形成湍流,可以提高對流表面?zhèn)鳠嵯禂?,提高傳熱效率? 本設計中的列管式換熱器采用的材料 為鋼管 (16MnR 鋼 )。 流程的選擇 本冷卻器的管程走壓縮后的熱空氣,殼程走冷卻水。熱空氣和冷卻水逆向流動換熱。其原因如下: ( 1)因為熱空氣的操作壓力達到 ,而冷卻水的操作壓力取常壓,如果熱空氣走管內可以避免殼體受壓,可節(jié)省殼程金屬消耗量; ( 2)對于此剛性結構的換熱器,兩流體的的溫度差較大,對流傳熱系數較大者宜走管間,因壁面溫度與對流表面?zhèn)鳠嵯禂荡蟮牧黧w溫度相近,可以減少熱應力,防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。 ( 3)熱空氣走管內,可以提高熱空氣流速增大其對流傳熱 系數,因為管內截面積通常比管間小,而且管束易于采用多管程以增大流速。 ( 4)熱空氣經冷卻器后帶有油分,所以采用熱空氣走管內易于清洗。 流體流速 查閱《流體力學與傳熱》 204 頁表 4- 9 可得到,熱空氣的流速范圍為 5~30 m s1,一般采用的范圍為 5~15 m s1; 冷卻水的流速范圍為 ~ m s1。本設計中,假設熱空氣的流速為 m s1,然后進行計算校核 。 流體進出口溫度的確定 在本設計中,已知: 空氣的進口溫度: T1=154℃ 出口溫度: T2=36℃ 根據 華南地區(qū)的氣候,冷卻水的初始溫度范圍為 20~ 30℃,設 水的進口溫度: t1=25℃ 出口溫度: t2=30℃ 壓縮氣體和冷卻劑水在設計壓力和其各自得定性溫度下查表得物理性質 : 物性 流 體 溫度 tw(oC) 密度ρ(kg/m3) 粘度μ(Pa S) 比熱 Cp (J Kg) 導熱系數λ(W/m oC) 空氣 1022 水 4174 安裝方式 該空氣壓縮機后冷 卻器采用立式換熱器。 化工原理課程設計 空氣壓縮機后冷卻器課程設計 5 167。 設計條件 由設計任務書可得設計條件如下表: 流體 體積流量 進口溫度 出口溫度 操作壓力 設計壓力 空氣(管內) V=28 m3/min (標準狀態(tài) ) T1= 160℃ T2= 39 ℃ Pi= Pdi= 冷 卻 水(管外) t1= 25 ℃ t2= 31 ℃ Po= Pdo= 注:
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