【正文】 要求。用兩個換熱器串聯(lián)也可得到同樣的效果。 圓缺形折流板又稱弓形折流板，是常用的折流板，有水平圓缺和垂直圓缺兩種。當加熱蒸汽或高速流體流入殼程時，對換熱管會造成很大的沖刷，所以常將殼程接管在入口處加以擴大，即將接管做成喇叭形，以起緩沖的作用；或者在換熱器進口處設(shè)置擋板?！?) 導熱系數(shù) o? = (m21 1 6 9 . 0 9 1 0 6 0 . 4 44 2 6 . 9 9 4 5 3mQSmKt ?? ? ???吉林化工學院食品工程原理課程設(shè)計 13 依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) sn =ii udV24?=25 0 3 4 3 . 4 7 / ( 3 6 0 0 9 9 6 . 9 5 ) 4 4 . 6 7 4 50 . 7 8 5 0 . 0 2 1 . 0? ???? 根 按單管程計算，所需的傳熱管長度為： L=sndS0?= 6 9 .5 0 6 = 1 9 .6 8 m3 .1 4 0 .0 2 5 4 5?? 按單程管設(shè)計，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。 （ 1）管程流動阻力 由任曉光《化工原理課程設(shè)計指導》第七頁查得： ()t i r T s pp p p F N N? ? ? ? ? 12sptNNF??? tsppirpFNN?????????每 程 直 管 壓 降每 程 回 彎 壓 降管 程 壓 力 降 結(jié) 垢 校 正 系 數(shù) , 2 5 2 . 5 m m 取 殼 程 數(shù)管 程 數(shù) 由 Re=，由《食品工程原理》表 13 得，傳熱管相對粗糙度 20id? ??，查莫迪圖得 Ci Wm? ???，流速 iu =， ? ? kg/ 3m ，所以 Pi? 2 2iiiudl ??? = 29 99 5 34 2 75 64 . 2 2?? ? ?Pa 232ir uP ???= ??? Pa 故 ( 75 64 .5 14 74 .5 6) 1. 4 1 2 25 30 9. 4tp? ? ? ? ? ? ?Pa ＜ 30kPa 管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)。 通過年產(chǎn) 26 萬噸的花生油計算出了以下數(shù)據(jù)：花生油質(zhì)量流量 32828Kg/h，然后求得殼程與管程的定性溫度分別為 ℃ 、 25℃ ，由此查得殼程（花生油）、管程（冷卻水）的物性數(shù)據(jù)。由總傳熱管數(shù)可求得橫過管束中心線的管數(shù) 值為 12 根。 通過本次課程設(shè)計，我感覺自己的專業(yè)知識還是比較匱乏，認識問題，分析問題的能力較差，不能全面思考，綜合運用所學的知識。1P? 流體橫過管束的壓力降 aP 39。只有自己經(jīng)歷了，才會明白其中的艱辛。 換熱器核算結(jié)果：殼程流通截面積 ，殼程對流傳熱系數(shù) / ( )W m C??， 管程流通截面積 2m ，管程對流傳熱系數(shù) / ( )W m C??，換熱器總傳熱系數(shù)為吉林化工學院食品工程原理課程設(shè)計 20 / ( )W m C??。假定殼程的對流傳熱系數(shù)為 o? 值為 700 ? ?2/w m C?? ，由已知條件可知，管程和殼程的污垢熱阻分別為 2 /m K w? 、 2 /m K w? ，求得總傳熱系數(shù) K 值為 ? ?2/w m C?? ，然后可以初算出傳熱面積 S’為 ㎡，由于存在 15%的面積裕度， 所以求得的實際傳熱面積為 ㎡?！? 污垢系數(shù)， m2 折流板數(shù) NB =折流板間距 傳熱管長 1= 20xx000 1=44（塊） 折流板圓缺面水平裝配。 s 熱負荷及傳熱面積的確定 70 26 10 32828330 24m k g h???? 由《化工原理課程設(shè)計指導》查得 且換熱器熱損失以總熱量的 5%記 可得 39。 由于花生油較水有腐蝕性，而管子及管箱用耐腐蝕材 料造價低 ,故應使冷卻水走管程，花生油走殼程。弓形折流板有單弓形和雙弓形，雙弓形折流板多用于大直徑的換熱器中。 正三角形排列： N? 正方形排列： N? 多管程 D N /?? 式中 N—— 排列管子數(shù)目； η —— 管板利用率。直徑小于 400mm的殼體通常用鋼 管制成，大于 400mm 的可用鋼板卷焊而成。 b 管板 管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分隔開來。 a 換熱管布置和排列問距 常用換熱管規(guī)格有 ф192 mm 、 ф252 mm 、 ф25 mm 。 ② 在運行溫度較高的換熱器中，應盡量減少熱量損失，而對于一些制冷裝置 ,應盡量減少其冷量損失。 缺點：管內(nèi)清洗困難；由于管子需要一定的彎曲半徑 ，故管板的利用率較低；管束內(nèi)程管間距大，殼程易短路；內(nèi)程管子損壞不能更換，因而報廢率較高。 缺點：結(jié)構(gòu)較復雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。 (3) 無毒性：不結(jié)垢，不污染介質(zhì)，也可用于食品工業(yè)。 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，不同類型的換熱器各有優(yōu)缺點，性能各異。接著，確定工藝結(jié)構(gòu)尺寸。 （ 5）編寫設(shè)計說明書 設(shè)計說明書的撰寫應符合規(guī)范與要求。 （ 7）油側(cè)污垢熱阻 m2 （ 3）每年按 330 天計，每天 24 小時連續(xù)生產(chǎn)。（注明公式及數(shù)據(jù)來源） （ 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 選擇適宜的結(jié)構(gòu)方案，進行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算。由于花生油較水有腐蝕性，而管子及管箱用耐腐蝕材料造價低 ,故應使冷卻水走管程，花生油走殼程。 在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高 ，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。 同時板式換熱器也已成為高效、緊湊的換熱設(shè)備，大 量應用于工業(yè)中。 適用于溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合。 U 型管換熱器 U 型管換熱器結(jié)構(gòu)特點是只有一塊管板，換熱管為 U 型，管子的兩端固定在同一塊管板上，其管程至少為兩程。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。如一般換熱器用的普通無縫鋼管，其常用的材料為 10 號和 20 號碳鋼。我國換熱器系列中，固定管板式多采用正三角形排列；浮頭式則以正方形錯列排列居多，也有正三角形排列。各元件在殼程的設(shè)置，按其不同的作用可分為兩類：一類是為了殼側(cè)介質(zhì)對傳熱管最有效的流動，來提高換熱設(shè)備的傳熱效果而設(shè)置的各種擋板，如折流板、縱向擋板。為降低殼程壓降，可采用分流或錯流等型式。切 缺率 (切掉圓弧的高度與殼內(nèi)徑之比 )通常為 20％ ~50％。 設(shè)計方案簡介 因為我們要加熱的材料是花生油，流體壓力不大，管程與殼層溫度差較大，并考慮易清洗性，所以初步確定選用固定管板式換熱器?！?) 導熱系數(shù) i? = W/(m現(xiàn)取非標準傳熱管長 l =9m，則該換熱器的管程數(shù)為 : N p = 29Ll ?? (管程 ) 傳熱管總根數(shù)為： N= 45 2 90( )?? 根 平均傳熱溫差校正系數(shù) 由《食品工程原理》六十一頁查得 R = 10 0 45 535 15????熱 流 體 的 溫 降冷 流 體 的 溫 升 P = 35 15 = 15?? ?冷 流 體 的 溫 升兩 流 體 的 最 初 溫 升 按單殼程，二管程結(jié)構(gòu)， 《食品工程原理》六十二頁 溫度 校正系數(shù) 查表得： t?? = 由 《食品工程原理》公式 259 得： 平均傳熱溫差 mt? = ? ? ?? ? ? ? ℃ 采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。 吉林化工學院食品工程原理課程設(shè)計 17 （ 2）殼程阻力 由任曉光《化工原理課程設(shè)計指導》第七頁查得 殼程總壓降 0()s ip sp p p F? ? ? ? ? 管束壓降 2000 ( 1 ) 2T C B up Ff N N ?? ? ? 折流板缺口壓降 202( 3. 5 ) 2ip B uBpN D ?? ? ? 1. 15sF ? 殼 程 壓 力 降 結(jié) 垢 校 正 系 數(shù) ， 對 液 體 可 取 00 0 . 2 2 80 0 0 e 00 .5uf 5 0 0 f = 5 .0BTCeNNBDFSRR????????折 流 板 數(shù)