空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-21 07:37 本頁面
【正文】 化工原理課程設(shè)計(jì) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì) 1 課程設(shè)計(jì)說明書 空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 2021 年 7 月 化工原理課程設(shè)計(jì) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì) 2 目 錄 第 一 章 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 第 二 章 確定設(shè)計(jì)方案 4 第 三 章 工藝設(shè)計(jì) 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(cè)傳熱系數(shù) 6 確定水側(cè)傳熱系數(shù) 7 確定總的傳熱系數(shù) 8 確定換熱器所需管子數(shù) 9 設(shè)計(jì)計(jì)算的校核 9 工藝設(shè)計(jì)結(jié)論 10 第 四 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 第 五 章 機(jī)械設(shè)計(jì) 12 第 六 章 附屬設(shè)備選型 15 第七章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 16 第 八 章 設(shè)計(jì)總結(jié) 17 第 九 章 參考資料 18 第十章 答辯題目 19 化工原理課程設(shè)計(jì) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì) 3 第 一 章 設(shè)計(jì)任務(wù) 化工原理課程設(shè)計(jì) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì) 4 第 二 章 確定設(shè)計(jì)方案 冷卻器的型式的選擇 本設(shè)計(jì)中 空氣壓縮機(jī)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?yàn)榱泄苁綋Q熱器具有單位體積傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固，傳熱效果好，而且能用多種材料制造，適用性較強(qiáng)，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(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，提高傳熱效率。 本設(shè)計(jì)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(dòng)換熱。其原因如下： （ 1）因?yàn)闊峥諝獾牟僮鲏毫_(dá)到 ，而冷卻水的操作壓力取常壓，如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓，可節(jié)省殼程金屬消耗量； （ 2）對(duì)于此剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，兩流體的的溫度差較大，對(duì)流傳熱系數(shù)較大者宜走管間，因壁面溫度與對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近，可以減少熱應(yīng)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(nèi)，可以提高熱空氣流速增大其對(duì)流傳熱 系數(shù)，因?yàn)楣軆?nèi)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(jīng)冷卻器后帶有油分，所以采用熱空氣走管內(nèi)易于清洗。 流體流速 查閱《流體力學(xué)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(shè)計(jì)中，假設(shè)熱空氣的流速為 m s1，然后進(jìn)行計(jì)算校核 。 流體進(jìn)出口溫度的確定 在本設(shè)計(jì)中，已知： 空氣的進(jìn)口溫度： T1=154℃ 出口溫度： T2=36℃ 根據(jù) 華南地區(qū)的氣候，冷卻水的初始溫度范圍為 20～ 30℃，設(shè) 水的進(jìn)口溫度： t1=25℃ 出口溫度： t2=30℃ 壓縮氣體和冷卻劑水在設(shè)計(jì)壓力和其各自得定性溫度下查表得物理性質(zhì) ： 物性 流 體 溫度 tw(oC) 密度ρ(kg/m3) 粘度μ(Pa S) 比熱 Cp (J Kg) 導(dǎo)熱系數(shù)λ(W/m oC) 空氣 1022 水 4174 安裝方式 該空氣壓縮機(jī)后冷 卻器采用立式換熱器。 化工原理課程設(shè)計(jì) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器課程設(shè)計(jì) 5 167。 設(shè)計(jì)條件 由設(shè)計(jì)任務(wù)書可得設(shè)計(jì)條件如下表： 流體 體積流量 進(jìn)口溫度 出口溫度 操作壓力 設(shè)計(jì)壓力 空氣（管內(nèi)） V=28 m3/min (標(biāo)準(zhǔn)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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