【正文】 s 水蒸氣冷凝 1163～ 1071 水溶液 μ ＞ 2mPas 233～ 582 有機溶劑 有機溶劑 μ ＝ ～ 化工原理課程設計指導書（換熱器分冊）但是都堅持著咬緊牙關繼續(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?！?) 管程壓強降 殼程壓強降 管程接管 進： do=54,b=3,di=48mm 殼程接管 進： do=42,b=,di=35mm 出： do=54,b=3,di=48mm 出： do=58,b=2,di=54mm 內蒙古工業(yè)大學課程設計說明書 33 塔頂冷卻器結果匯總表 熱流體 ℃ 35℃ 產品 管子 根數 n 56 冷流體 15℃ 35℃冷卻水 管心距 32mm 熱負荷 ?W 換熱管長度 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 ℃ 管程對流傳熱系數 (m2 體積流量 揚程 m 軸功率 KW 轉速 r/min 效率 60 2950 35% 內蒙古工業(yè)大學課程設計說明書 31 第三章匯總表 原料預熱器結果匯總表 熱流體 125℃ 125℃ 水蒸氣 管子根數 n 40 冷流體 20℃ ℃原料液 管心距 32mm 熱負荷 310?w 換熱管長度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 ℃ 管程對流傳熱系數 (m2查得 的水和125 Co 的水的汽化熱分別為kgkJr / ?和kgkJr / ? ②熱負荷計算 由 WLV ?? // , F D W?? 和 qFLL ??/ 泡 點 進 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 設計任務的冷流體為釜殘液，熱流體為水蒸汽，為提高加熱效果，令釜殘液走殼程，蒸汽走管程。所以原料液走管程，釜底液走殼程。根據固定管板式 換熱器的系列標準，初選的固定管板式換熱器型號為： JB/T 471592 主要參數如下： 表 232 列管參數 公稱直徑 273mm 管子尺寸 /mm φ 19 管子數 n 56 管長 L/mm 20xx 管中心距 mm 25 管程數 Np 2 管子排列方式 正方形 管程流通面積 / 2m 實際換熱面積 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 程對流傳熱系數 i? 44R e 10 10i ? ? ? 33μ 10 10P r i c??? ? ?? ? ? 對于低粘度流體， 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)殼程對流傳熱系數 o? 若熱流體在水平管束上冷卻，用下式計算冷卻傳熱系數： 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?? 內蒙古工業(yè)大學課程設計說明書 22 (3)污垢熱阻 根據《化工流體流動與傳熱》書中的附錄二十查得管內、外側污垢熱阻分別為： 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 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 = 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 （ ） 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：對數 2n? ，間距 ? ，殼徑 D= PauDBNP B ) (42)( 2239。 C（ 50℃～ 70℃），選擇帶有補 償圈的固定管板式換熱器。所以，蒸汽走殼程，冷卻水走管程。 設計結果：選用帶補償圈固定管板式換熱器，型號： JB/T 471592 (1)管 程流體進出口接管的選擇 根據液體一般在管中的流速大小， 選擇 原料液進出接管的流速為 smui /2? ，則接管內徑為 mmu qd v 934344 ???? ??? ? 根據《化工流體流動與轉熱》附錄二十二的熱軋無縫鋼管的標準規(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。因碳鋼管價格低強度好，預熱器中的流體沒有腐蝕性，所以選用碳鋼管。否則需另設 K 選 值，重復以上計算步驟。 管程和殼程數的確定 當管內流體流量較小時，會使管內流速較低，對流傳熱系數較小。 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，可提高對流傳熱系數，強化傳熱。 換熱器殼體的確定 根據管間壓力、直徑大小和溫差力決定它的壁厚；由介質的 腐蝕情況決定它的材質。厚度計算應根據我國“鋼制壓力容器設計規(guī)定”進行，一般采用 20 到 30個 毫米的。常用管徑和壁厚有￠ 19 2，￠ 25 等；管長有 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。在換熱器設計中，首先應根據工藝要求選擇適用的類型，然后計算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結構尺寸在工業(yè)生產中，要實現熱量的交換，需采用一定的設備，此種交換熱量的設備統(tǒng)稱為換熱器。 關鍵詞：換熱器、冷卻器、全凝器、預熱器。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 內蒙古工業(yè)大學課程設計說明書 內蒙古工業(yè)大學課程設計任務書 課程名稱： 食品工程 原理 學院： 班級： 學生姓名： 學號： 指導教師： 一、題目 年產 萬噸酒精精餾系統(tǒng)換熱器 設計 二、目的與意義 課程設計是 “食品工程 原理 ”課程的一個總結性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合運用本門課程及有關先修課程的基本知識去解決某一設計任務的一次訓練，在整個教學計劃中它也起著培養(yǎng)學生獨立工作能力的重要作用，通過課程設計，從以下幾個方面對學生進行訓練： 1. 查閱資料、選用公式和搜集數據的能力； 2. 樹立既考慮技術上的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環(huán)境保護的正確設計思想，在這種設計思想指導下去分析和解決實際問題的能力； 3. 迅速準確地進行工程計算（包括電算）的能力； 4. 用簡潔的文字清晰的圖表來表達自己設計思想的能力。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热荨? 作者簽名： 日 期： 內蒙古工業(yè)大學課程設計說明書 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 三、要求 （包括原始數據、技術參數、設計要求、圖紙量、工作量要求等） 1 設計原始數據 精餾原料 : 粗酒精含乙醇 50%,水 50%(質量分率 ),由 20℃ 預熱至泡點 ℃ ； 塔頂產品 : 含乙醇不低于 93 %, ℃ 飽和蒸汽冷凝為飽和液體回流，產品冷卻為 35℃ 液體儲存； 塔底殘液 : 含乙醇不高于 %, ℃ 冷卻為 35℃ 液體。 內蒙古工業(yè)大學課程設計說明書 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)的流程方案的設計 ........................................ 2 換熱器設計方案的確定 ........................................... 2 換熱器類型的選擇 .......................................... 2 固定管板式換熱器結構的確定 ................................ 2 流體流動空間的選擇 ........................................ 4 流體流速的選擇 ........................................... 4 流體進出口溫度的確定 ...................................... 4 接管的確定 ................................................ 5 管程和殼程數的確定 ........................................ 5 固定管板式換熱器的設計計算 ...................................... 5 設計計算步驟 .............................................. 5 全塔物料恒算 ................................................... 6 原料預熱器的設計和計算 ......................................... 6 確定設計方案 ............................................. 6 根據定性溫度確定物理參數 .................................. 6 換熱器的衡算 .............................................. 7 塔頂冷凝器的設計和計算 ......................................... 12 確定設計方案 ............................................. 12 根據定性溫度確定物性參數 .................