【正文】 s 水蒸氣冷凝 1163～ 1071 水溶液 μ ＞ 2mPas 233～ 582 有機(jī)溶劑 有機(jī)溶劑 μ ＝ ～ 化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（換熱器分冊(cè)）但是都堅(jiān)持著咬緊牙關(guān)繼續(xù)做下去。常用換熱器主要有固定板式換熱器、浮頭式換熱器、 U型換熱器等?！?) 管程壓強(qiáng)降 殼程壓強(qiáng)降 管程接管 進(jìn)： do=54,b=3,di=48mm 殼程接管 進(jìn)： do=42,b=,di=35mm 出： do=54,b=3,di=48mm 出： do=58,b=2,di=54mm 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 塔頂冷卻器結(jié)果匯總表 熱流體 ℃ 35℃ 產(chǎn)品 管子 根數(shù) n 56 冷流體 15℃ 35℃冷卻水 管心距 32mm 熱負(fù)荷 ?W 換熱管長(zhǎng)度 L 20xxmm Wh 4030Kg/h 管子排列方式 正方形 Wc 15200 Kg/h 管程流通面積 Δ tm ℃ 管程對(duì)流傳熱系數(shù) (m2 體積流量 揚(yáng)程 m 軸功率 KW 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 60 2950 35% 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 第三章匯總表 原料預(yù)熱器結(jié)果匯總表 熱流體 125℃ 125℃ 水蒸氣 管子根數(shù) n 40 冷流體 20℃ ℃原料液 管心距 32mm 熱負(fù)荷 310?w 換熱管長(zhǎng)度L 3000mm Wh Kg/h 管子排列方式 正方形 Wc 9343Kg/h 管程流通面積 Δ tm ℃ 管程對(duì)流傳熱系數(shù) (m2查得 的水和125 Co 的水的汽化熱分別為kgkJr / ?和kgkJr / ? ②熱負(fù)荷計(jì)算 由 WLV ?? // , F D W?? 和 qFLL ??/ 泡 點(diǎn) 進(jìn) 料 1?q 得 hkm o lhkgV /41 ???? 因此 / 11 8 1 0 0 03600VrQ ? ? ?? 所以wQ ????? 蒸汽流量：hkgtC Qphh/ 36 ??? ?????? ③確定流體的流徑 設(shè)計(jì)任務(wù)的冷流體為釜?dú)堃?，熱流體為水蒸汽，為提高加熱效果，令釜?dú)堃鹤邭こ?，蒸汽走管程。所以原料液走管程，釜底液走殼程。根?jù)固定管板式 換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器型號(hào)為： JB/T 471592 主要參數(shù)如下： 表 232 列管參數(shù) 公稱直徑 273mm 管子尺寸 /mm φ 19 管子數(shù) n 56 管長(zhǎng) L/mm 20xx 管中心距 mm 25 管程數(shù) Np 2 管子排列方式 正方形 管程流通面積 / 2m 實(shí)際換熱面積 SO 2π ( 0 . 0 6 ) 5 6 3 . 1 4 0 . 0 1 9 ( 2 0 . 0 6 ) 6 . 4 8ooS n d L m? ? ? ? ? ? 5 201 . 7 7 1 0 7 6 2 . 8 6 ( )Δ 6 . 4 8 1 3 5 . 8 0omQK W m kSt ?? ? ??? (1)管 程對(duì)流傳熱系數(shù) i? 44R e 10 10i ? ? ? 33μ 10 10P r i c??? ? ?? ? ? 對(duì)于低粘度流體， iiii d?? 所以 ? ? 0 . 4 20 . 5 9 8 50 . 0 2 3 1 . 8 1 0 7 . 0 2 3 9 4 8 . 4 9 /0 . 0 2i W m K? ? ? ? ? ? ? （ ） (2)殼程對(duì)流傳熱系數(shù) o? 若熱流體在水平管束上冷卻，用下式計(jì)算冷卻傳熱系數(shù)： 0 . 5 5 0 . 3 3 3 3 5 0 . 5 5 0 . 3 3 3 30 . 1 9 8 20 . 3 6 R e P r 0 . 3 6 ( 1 . 2 1 0 ) 8 . 60 . 0 2 2oed?? ? ? ? 2413 / ( )W m k?? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 (3)污垢熱阻 根據(jù)《化工流體流動(dòng)與傳熱》書(shū)中的附錄二十查得管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別為： 421 .7 1 9 7 1 0 ( ) /iR s m k W?? ? ? 420 .8 5 9 1 0 ( ) /oR s m k W?? ? ? (4)總傳熱系數(shù) K 1 1o o oioi i i m oK d d b dR s R sd d d? ? ?? ?? ? ? ??? 4412 5 2 5 0 .0 0 2 5 2 5 11 .7 1 9 7 1 0 0 .8 5 9 1 08 2 9 2 .2 5 4 2 0 4 8 .5 8 2 2 .4 1 3 1 4 8 .4 2K??? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 2848 .633 / ( )W m k?? 即 K 計(jì) = 33 / ( )W m k? / = 8 4 8 . 6 3 3 7 3 9 . 8 3 2 / 8 4 8 . 6 3 3 = 0 . 0 1 2 8 2 = 1 2 . 8 2 %KK??計(jì) （ ） 故所選擇的換熱器是合適的。 由于冷卻水可能含有渣滓 ,走管程利于清洗，由于壁面的原因熱流體走殼程有利于提高冷卻效果，所以塔頂餾出液走殼程，冷卻水走管程。1 ??????? 加擋板：對(duì)數(shù) 2n? ，間距 ? ，殼徑 D= PauDBNP B ) (42)( 2239。 C（ 50℃～ 70℃），選擇帶有補(bǔ) 償圈的固定管板式換熱器。所以，蒸汽走殼程，冷卻水走管程。 設(shè)計(jì)結(jié)果：選用帶補(bǔ)償圈固定管板式換熱器，型號(hào)： JB/T 471592 (1)管 程流體進(jìn)出口接管的選擇 根據(jù)液體一般在管中的流速大小， 選擇 原料液進(jìn)出接管的流速為 smui /2? ，則接管內(nèi)徑為 mmu qd v 934344 ???? ??? ? 根據(jù)《化工流體流動(dòng)與轉(zhuǎn)熱》附錄二十二的熱軋無(wú)縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ50mm 3mm,di=44mm= 核算流速 smdqu ivi /)( 934344 22 ???? ??? ? 故選擇的接管規(guī)格合適。 r 為水在 125℃下的汽化熱。因碳鋼管價(jià)格低強(qiáng)度好，預(yù)熱器中的流體沒(méi)有腐蝕性，所以選用碳鋼管。否則需另設(shè) K 選 值，重復(fù)以上計(jì)算步驟。 管程和殼程數(shù)的確定 當(dāng)管內(nèi)流體流量較小時(shí)，會(huì)使管內(nèi)流速較低，對(duì)流傳熱系數(shù)較小。 下表列出工業(yè)一般采用的流體流速范圍。將兩流體中熱阻較大的一方安排在殼程，可提高對(duì)流傳熱系數(shù)，強(qiáng)化傳熱。 換熱器殼體的確定 根據(jù)管間壓力、直徑大小和溫差力決定它的壁厚；由介質(zhì)的 腐蝕情況決定它的材質(zhì)。厚度計(jì)算應(yīng)根據(jù)我國(guó)“鋼制壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定”進(jìn)行，一般采用 20 到 30個(gè) 毫米的。常用管徑和壁厚有￠ 19 2，￠ 25 等；管長(zhǎng)有 1500mm、 20xxmm 和 3000mm；材料有普碳鋼或不銹鋼等。 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。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。 關(guān)鍵詞：換熱器、冷卻器、全凝器、預(yù)熱器。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 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 年產(chǎn) 萬(wàn)噸酒精精餾系統(tǒng)換熱器 設(shè)計(jì) 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(guò)課程設(shè)計(jì)，從以下幾個(gè)方面對(duì)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(shù)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(wèn)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(jiǎn)潔的文字清晰的圖表來(lái)表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 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℃ 預(yù)熱至泡點(diǎn) ℃ ； 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 : 含乙醇不高于 %, ℃ 冷卻為 35℃ 液體。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄 前 言 ................................................................. 1 第一章 換熱系統(tǒng)的流程方案的確定 ........................................ 2 換熱系統(tǒng)的流程方案的設(shè)計(jì) ........................................ 2 換熱器設(shè)計(jì)方案的確定 ........................................... 2 換熱器類型的選擇 .......................................... 2 固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)的確定 ................................ 2 流體流動(dòng)空間的選擇 ........................................ 4 流體流速的選擇 ........................................... 4 流體進(jìn)出口溫度的確定 ...................................... 4 接管的確定 ................................................ 5 管程和殼程數(shù)的確定 ........................................ 5 固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 5 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 .............................................. 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 根據(jù)定性溫度確定物理參數(shù) .................................. 6 換熱器的衡算 .............................................. 7 塔頂冷凝器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ......................................... 12 確定設(shè)計(jì)方案 ............................................. 12 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù) .................