【正文】 食品工程原理課程設(shè)計(jì)說明書（題 目：學(xué)生姓名：學(xué) 院：系 別：食品與生物工程系專 業(yè)：食品科學(xué)與工程班 級(jí)： 指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)日期： 39 / 47內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱： 食品工程原理 學(xué)院： 班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 一、題目二、目的與意義課程設(shè)計(jì)是“食品工程原理”課程的一個(gè)總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)先修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練，在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中它也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用，通過課程設(shè)計(jì)，從以下幾個(gè)方面對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練：1. 查閱資料、選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；2. 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想，在這種設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問題的能力；3. 迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行工程計(jì)算（包括電算）的能力；4. 用簡潔的文字清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。 三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求、圖紙量、工作量要求等） 1 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)精餾原料: 粗酒精含乙醇50%,水50%(質(zhì)量分率),由20℃℃；塔頂產(chǎn)品: 含乙醇不低于93 %, ℃飽和蒸汽冷凝為飽和液體回流，產(chǎn)品冷卻為35℃液體儲(chǔ)存；塔底殘液: %, ℃冷卻為35℃液體。精餾過程回流比R=2呼和浩特地區(qū)水溫15℃2 設(shè)計(jì)要求（1）確定換熱系統(tǒng)的流程方案，并將流程方案繪制成帶控制點(diǎn)的流程圖；（2）為所制定的流程方案配置換熱器并選型；（3）選擇并確定塔頂冷凝器、塔頂產(chǎn)品冷卻器和原料預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸：包括設(shè)計(jì)計(jì)算換熱器的熱負(fù)荷、傳熱面積、換熱器接管、殼體、管板、隔板等；（4）核算總傳熱系數(shù)和換熱器流動(dòng)阻力,選擇原料泵；（5）繪制塔頂產(chǎn)品冷卻器的總裝圖；（6）編寫課程設(shè)計(jì)說明書。 四、工作內(nèi)容、進(jìn)度安排 第1日：設(shè)計(jì)動(dòng)員，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，講解設(shè)計(jì)方案的確定方法、設(shè)計(jì)過程的步驟及注意事項(xiàng)，查閱收集相關(guān)圖書資料，1 天第28日：確定方案并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：7天第910日：繪圖：2天第1112日：整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，編寫設(shè)計(jì)說明書：2天五、主要參考資料[1]. 柴誠敬，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[2]. [M].天津 ：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2001[3]. 賈紹義，[M].天津 ：天津大學(xué)出版社，2006[4]. ，化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989[5]. 賀運(yùn)初．換熱器的傳熱強(qiáng)化與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]．化工裝備技術(shù)．1997，18（2）2528[6]. 錢頌文，朱冬生，李慶領(lǐng)，等．管式換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．審核意見系（教研室）主任（簽字） 年 月 日摘 要本次課程設(shè)計(jì)是對同學(xué)們自己動(dòng)手查閱資料，設(shè)計(jì)流程，應(yīng)用公式等等綜合能力的考查。，其中包括：原料預(yù)熱器、塔頂全凝器，塔頂冷卻器，塔底再沸器，塔底冷卻器的設(shè)計(jì)。自6月27日開始查閱相關(guān)資料，經(jīng)過兩天的查閱，基本對工藝流程與接下來要做的事有了基本的了解。在設(shè)計(jì)過程中大家一起集思廣益，遇到難點(diǎn)時(shí)一起討論，對原料預(yù)熱器、塔頂全凝器、塔頂產(chǎn)品冷卻器、塔底殘液冷卻器、塔底再沸器進(jìn)行計(jì)算。其中只對原料預(yù)熱器、塔頂全凝器和塔頂產(chǎn)品冷卻器進(jìn)行精算；其余只進(jìn)行粗算。關(guān)鍵詞：換熱器、冷卻器、全凝器、預(yù)熱器。目 錄前 言 1第一章 換熱系統(tǒng)的流程方案的確定 2 2 換熱器設(shè)計(jì)方案的確定 2 2 2 4 流體流速的選擇 4 4 5 5 5 5 全塔物料恒算 6 原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 6 確定設(shè)計(jì)方案 6 6 7 12 12 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù) 13 換熱器的衡算 14 塔頂冷卻器的設(shè)計(jì) 19 確定設(shè)計(jì)方案 19 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù) 19 換熱器的衡算 20 塔底冷卻器的設(shè)計(jì) 25 確定設(shè)計(jì)方案 25 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù) 25 換熱器的衡算 26 27第三章匯總表 31 31 32 33第四章課程設(shè)計(jì)評(píng)論 34心得體會(huì) 35參考文獻(xiàn) 36附 錄 37致 謝 39 前 言 列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì)，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入，在管流動(dòng)，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另種流體由殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一接管處流出，簡稱為換熱器。在化工、石油動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對換熱器的要求也日益加強(qiáng)。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不用類型的換熱器各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。在換熱器設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇適用的類型，然后計(jì)算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸在工業(yè)生產(chǎn)中，要實(shí)現(xiàn)熱量的交換，需采用一定的設(shè)備，此種交換熱量的設(shè)備統(tǒng)稱為換熱器。第一章 換熱系統(tǒng)的流程方案的確定 進(jìn)行換熱器的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求確定換熱系統(tǒng)的流程方案并選用適當(dāng)類型的換熱器，確定所選換熱器中流體的流動(dòng)空間及流速等參數(shù)，同時(shí)計(jì)算完成給定生產(chǎn)任務(wù)所在地需的傳熱面積，并確定換熱器的工藝尺寸。流程方案的初步設(shè)計(jì)中，考慮使用塔底殘液的廢熱來預(yù)熱原料液，達(dá)到廢熱再利用的效果，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。本次換熱系統(tǒng)為精餾系統(tǒng)的換熱設(shè)備，包括原料預(yù)熱器，塔頂全凝器，塔頂產(chǎn)品冷卻器，塔底再沸器，塔底殘液冷卻器。對原料預(yù)熱器和塔頂產(chǎn)品冷凝器進(jìn)行精算，塔頂冷卻器和塔底殘葉冷卻器只作初算，而塔底再沸器不作要求。 換熱器設(shè)計(jì)方案的確定 對于所選擇的換熱器，應(yīng)盡量滿足以下要求：具有較高的傳熱效率、較低的壓力降；重量輕且能承受操作壓力；有可靠的使用壽命；產(chǎn)品質(zhì)量高，操作安全可靠；所使用的材料與過程流體相容；設(shè)計(jì)計(jì)算方便，制造簡單，安裝容易，易于維護(hù)與維修。 在實(shí)際選型中，這些選擇原則往往是相互矛盾、相互制約的。在具體選型時(shí)，我們需要抓住實(shí)際工況下最重要的影響因素或者說是所需換熱器要滿足的最主要目的，解決主要矛盾。本文中兩流體溫差介于50℃和70℃之間的選擇帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器，小于50℃的選擇固定管板式換熱器。根據(jù)制定的流程方案，可選擇帶補(bǔ)償圈的和不帶補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器，此類換熱器的結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，宜處理兩流體溫差50℃到70℃且殼方流體較清潔及不宜結(jié)垢的物料，流體壓強(qiáng)不高于600Kpa的情況。固定管板式換熱器由管板、殼體、封頭等組成。固定管板式換熱器最容易出現(xiàn)的故障就是管子和管板連接部分泄漏。所以必須注意固定管板式換熱器的連接方法和質(zhì)量。固定管板式換熱器主要分為管程和殼程兩大部分。 換熱器管程由換熱管、管板、封頭或管箱組成。換熱管布置和排列間距管束的多少和長短由傳熱面積的大小和