化工原理課程設(shè)計-換熱器的設(shè)計—水冷卻牛奶(編輯修改稿)
2025-02-12 09:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。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(jìn)行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴(yán)不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用。： 在具體設(shè)計時考慮到盡量提高兩側(cè)傳熱系數(shù)較小的一個，使傳熱面兩側(cè)傳熱系數(shù)接近；在運行溫度較高的換熱器中，應(yīng)盡量減少熱量損失，而對于一些制冷裝置，應(yīng)盡量減少其冷量損失；管、殼程的決定應(yīng)做到便于清洗除垢和修理，以保證運行的可靠性。 參考標(biāo)準(zhǔn)： (1) 不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走便于清洗管子，浮頭式換熱器殼程便于清洗。 (2) 腐蝕性的流體宜走管內(nèi)，以免殼體和管子同時受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。 (3) 壓強(qiáng)高的流體宜走管內(nèi)，以免殼體受壓，其中冷卻介質(zhì)循環(huán)水操作壓力高，宜走管程。 (4) 飽和蒸氣宜走管間，以便于及時排除冷凝液，且蒸氣較潔凈，冷凝傳熱系數(shù)與流速關(guān)系不大。 (5) 被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱，增強(qiáng)冷卻效果。 (6) 需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi)，因管程流通面積常小于殼程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液體或流量較小的流體，宜走殼程，因流體在有折流擋板的殼程流動時，由于流速和流向的不斷改變，在低Re(Re100)下即可達(dá)到湍流，以提高對流傳熱系數(shù)。 (8) 若兩流體的溫度差較大，傳熱膜系數(shù)較大的流體宜走殼程，因為壁溫接近傳熱膜系數(shù)較大的流體溫度，以減小管壁和殼壁的溫度差。三．確定設(shè)計方案兩流體溫的變化情況：熱流體（牛奶）進(jìn)口溫度 100℃ 出口溫度 30℃；冷流體（水）進(jìn)口溫度 24℃，出口溫度為 32℃，該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，因溫差較大，屬于高溫操作，因此選擇浮頭式換熱器。 從兩物流的操作壓力，難易結(jié)垢來說，應(yīng)使走牛奶管程，冷卻水走殼程，因為:不易清洗和易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。因為牛奶在高溫下容易結(jié)垢，所以應(yīng)使牛奶走管程，冷卻水走殼程。 冷、熱流體的進(jìn)出口溫度相同時，逆流操作的平均推動力大于并流，因而傳遞同樣的熱流體，所需的傳熱面積較小。逆流操作時，冷卻介質(zhì)溫升可選擇得較大因而冷卻介質(zhì)用量可以較小。顯然在一般情況下,因工藝上無特殊要求，逆流操作有利于傳熱效果，所以選用逆流操作 牛奶的定性溫度： T= =65 ℃ 水的定性溫度： t==28℃(表一)兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)牛奶在65度下的物性數(shù)據(jù) 水在28度下的物性數(shù)據(jù)密度ρ=1030（kg/m)ρi=（㎏/㎡）比熱容Cp= kJ/（Kg℃ )Cpi=（Kg℃ )黏度u=(()ui=()導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m.℃)λi=(m.℃)四．計算總傳熱系數(shù)Q==00=5308333(W)=△tm1=℃P=(t2t1)/(T1t1)=R=(T1T2)/(t2t1)=由圖按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)得ψ=即平均溫差：℃
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