化工原理課程設(shè)計(jì)--換熱器的設(shè)計(jì)—水冷卻純牛奶(編輯修改稿)
2025-07-11 14:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 100℃ —— → 30℃ 殼程： 水 35℃← ——— 20℃ T = 230100? =65℃ t = 22035? =℃ 定性溫度下流體的物性，見表 4： 西 南科技大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 7 表 4，定性溫度下流體的物性 流體物性 溫 度 ℃ 密 度 ρ kg／ m3 黏度μ Pa s 比 熱 容 Cp KJ／ (kg℃﹚ 熱 導(dǎo) 率 λ W／ (㎡℃ ) 純牛奶 65 1030 水 五、 試算和初選換熱器的規(guī)格 計(jì)算熱負(fù)荷和冷卻水流量 熱負(fù)荷量： Q=WcCp(T1T2)=60000 （ 100－ 30） =16674000﹙ KJ／ h﹚ =(W) 冷卻水的量： W2= ? ?12 ttC Qp ?= ? ?203517 16 67 40 00?? =265997﹙ Kg／ h﹚ 計(jì)算兩流體的平均溫度差 (暫按單殼程、多管程進(jìn)行計(jì)算 ) △ tm1= ? ?2121ln tt tt ??? ??? = ? ? ? ?? ? ? ?? ?20303510 0ln 20303510 0 ??? ??? =﹙℃﹚ EA=1112 tT tt ?? = 202102035?? = RA=1221 tt tT?? = 2035 35100?? = 西 南科技大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 8 查表溫差校正系數(shù)表 5 可得：ψ = 表 5，對(duì)數(shù)平均溫差校正系數(shù) 所以： △ tm=△ tm1ψ = =℃ 初選換熱器規(guī)格 為求得傳熱面積 A，需先求出總傳熱系數(shù) K,而 K 值又和對(duì)流傳熱系數(shù)、污垢熱阻等因素有關(guān)。在換熱器的直徑、流速等參數(shù)未確定時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)也無法計(jì)算，所以只能進(jìn)行試算。 結(jié)合表 6 可設(shè) k1=460W／㎡℃ 表 6，列管式換熱器中的總傳熱系數(shù) K 冷流體 熱流體 總傳熱系數(shù) K 冷流體 熱流體 總傳熱系數(shù) K 水 水 850? 1700 水 輕油 340? 910 水 氣體 17? 280 水 重油 60? 280 西 南科技大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 9 水 有機(jī)溶劑 280? 850 有機(jī)溶劑 有機(jī)溶劑 115? 340 總傳熱系數(shù) K的單位： [W﹙㎡℃﹚ ] A4=mtkQ? =247。﹙ 460 ﹚ =(㎡ ) 根據(jù)換熱器的換熱面積選定換熱器，有關(guān)參數(shù)見表 7 表 7，換熱器的相關(guān)參數(shù) 換熱管長度 L（ mm） 6000 管數(shù) n 1120 公稱壓強(qiáng) PN(MPa) 公稱直徑 DN(mm) 1100 管程數(shù) N 6 管子排列方法 正方形旋轉(zhuǎn) 45176。 管程流通面積（㎡） 中心排管數(shù) nc 24 管子尺寸 d（ mm） 162。19 2 計(jì)算換熱面積 根據(jù)表 53 中換熱器的相關(guān)參數(shù)可得實(shí)際傳熱面積： A1=nπ dL=1120 6 =(㎡ ) 六、 核算總傳熱系數(shù) 已選定的換熱器型號(hào)是否適用，還要核算 K 值和傳熱面積 A 才能夠確定 管程的給熱系數(shù) 根據(jù) 所選換熱器可知管程流通面積： A1=(㎡ ) 管內(nèi)純牛奶的流速： u1=113600AW? = 03 3036 00 60 000?? 西 南科技大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 10 =﹙ m／ s﹚ 因?yàn)椋?／ s＜ ／ s＜ 3m／ s，所以管程中純牛奶的流速符合要求 雷諾數(shù)： Re1=11??idu = 001 0491 ?? = Pr=111?? pC = ? = 因?yàn)?2300＜ ＜ 10000 且純牛奶是被冷卻， 所以 n= 則：α 1=111 PrRe ndi? (156? ) =???????? ????? =（ W／ (㎡℃ )） 殼程的給熱系數(shù) 折流擋板間距： h=200mm 殼程流通面積： A2=﹙ Dnncd0﹚ h =﹙ ﹚ = 殼程內(nèi)水流速： u2=223600AW? = 128 0 265 997?? =﹙ m／ s﹚ 因?yàn)椋?／ s＜ ／ s＜ ／ s，所以殼程中冷卻水的流速符西 南科技大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 11 合要求 管心距： t=1?cNnD = ? =44﹙ mm﹚ 管子成正方形形排列： de=002244ddt
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