空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-01 07:37 本頁(yè)面
【正文】 需要對(duì)前面的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸納，需要一定的耐心。這個(gè)軟件我們很熟悉也很陌生，熟悉是因?yàn)榇笠粚W(xué)工程制圖時(shí)有接觸到這個(gè)軟件，陌生是因?yàn)檎鏁?huì)用或用得好的同學(xué)是鳳毛麟角。 二、 查資料 以前有個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：查資料嘛，按部就班就可以了，簡(jiǎn)單！但是這次課程設(shè)計(jì)卻完全改變了我的認(rèn)識(shí)。 一、 數(shù)據(jù)計(jì)算 這是設(shè)計(jì)第一階段的主要任務(wù)。K)] 總傳熱系數(shù)/[W/(m2 K)] 粘度 /(Pa （ 3）殼體剛度校核 已知公式： ? ?? ?? ?() 2qx x AqLQ x qx A x L AqL qx L A x L?????? ? ? ? ???? ? ? ??? 和 2222()2( ) ( )2 2 2()22q x x Aq qL qALM x x x A x L Aq qLx L qx L A x L? ?????? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ??? 換熱器的受力可簡(jiǎn)化為如圖： 彎矩圖為： L=， M總 =， g=。 查閱《材料與零部件》 P384， 表 2223， 配套法蘭：選用凸法蘭， dH=45mm，厚度 b=20mm，D=145mm， D1=110mm， D2=88mm，質(zhì)量 m＝ 。 查閱《材料與零件》 P380，表 2219， 法蘭空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 第 14 頁(yè) 共 18 頁(yè) 的直徑＝ 260mm，厚度 b=12mm，螺栓孔間距 D1＝ 225mm， D2=202mm，孔直徑＝ 18mm。法蘭重量：凹法蘭＝ ，凸法蘭 =，螺栓規(guī)格： M16，螺栓數(shù)量為 4。 一個(gè)法蘭焊接在管箱，再與前管板連接；另一個(gè)法蘭焊接在封頭，與后管板連接。 管箱 管箱長(zhǎng) L=260mm，管箱外徑 =450mm（按非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)），壁厚 =8mm 管箱質(zhì)量： m= 7850= kg。如右圖所示。 拉桿質(zhì)量： m=7850（ 2 +2 ） 拉桿外套有定距管，規(guī)格與換熱管一樣，長(zhǎng)度： L1‘ = m， L2’ =。具體參數(shù)列于下表： 管板參數(shù) （ 管板按非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) ） 參數(shù)名稱 參數(shù)值 管板直徑 Da/mm 450 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 第 11 頁(yè) 共 18 頁(yè) 管板外徑 D/mm 565 管板厚度 ba/mm 38 螺栓孔直徑 d2/mm 18 螺栓規(guī)格 M16 80 螺栓數(shù)量 n2/個(gè) 12 螺栓孔高度 bf/mm 28 管板螺栓孔間距 D1/mm 530 管板法蘭直徑 Df /mm 565 管板螺栓內(nèi)側(cè)邊間距 D4/mm 487 管孔直徑 d1/mm 19 管孔數(shù) /個(gè) 100 換熱管外伸長(zhǎng)度 /mm 5 管板體積 /m3 管板質(zhì)量 /kg 注：管板體積 ? ?? ?1212242222 nbdDDbndDV aaff ????? ? = ? ?2 2 2 2 23 . 1 4 0 . 5 6 5 0 . 0 1 8 1 2 0 . 0 2 8 0 . 0 0 6 0 . 4 8 7 0 . 0 0 4 0 . 4 5 0 . 0 1 9 0 . 0 3 8 1 0 04 ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? = 3m 單塊管板 質(zhì)量： m= 7850＝ 管板與殼體的連接 管板兼作法蘭，固定板與殼體采用不可拆焊接式，管板與封頭采用法蘭連接。圓整后： δ n=++1＋△ ≈ 8(mm) 水壓校核 由《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P193，公式（ 488），（ 489），得： )(2 )]([ C CDp n niTT ? ??? ? ?? 1 . 2 5 0 . 4 [ 0 . 4 5 ( 0 . 0 0 8 0 . 0 0 1 0 . 0 0 0 8 ) ]2 ( 0 . 0 0 8 0 . 0 0 1 0 . 0 0 0 8 )? ? ? ? ?? ? ? ? ＝ MPa 而 s= 235= MPa 因?yàn)?T? s，所以水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度足夠。 查閱《結(jié)構(gòu)與零部件（上） 》 P123，表 1186 的無(wú)縫鋼管制作筒體時(shí)容器的公稱直徑，本次采用公稱直徑為 DN＝ 450mm 8mm的殼體，則 Do＝ 466mm， Di＝ 450 mm?！?) 傳熱管平均壁溫 9 5 / 6 4 0 8 . 1 0 2 8 . 2 / 2 8 1 . 7 41 / 6 4 0 8 . 1 0 1 / 2 8 1 . 7 4wt ?? ?=℃ 殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即 T= ℃ 殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為 △t= － = ℃ 該溫差 不 大，故 不 需 要 設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。計(jì)算中，應(yīng)按最不利的操作條件考慮。 壁溫核算 因管壁很薄，且管壁熱阻很小，故管壁溫度可按 《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P77，公式 342計(jì)算?！?) 此計(jì)算值與前面的初設(shè)值 Ki‘ =200 W/ (m2 ℃ ℃ ) (2)管程對(duì)流傳熱系數(shù) 由《流體力學(xué)與傳熱》 P158，公式 452a、 452b，得 hi = iid? 其中： ① 管程流通截面積 Si = 242id n? ? = 12642? ? = m2 ② 管程空氣的流速及其雷諾數(shù)分別為 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 第 7 頁(yè) 共 18 頁(yè) ui＝iiSV = 6 4 3 9 .1 4 /( 3 6 0 0 1 1 .3 6 )0 .0 1 9 8 ?＝ m/s Re＝iiii duμρ ＝ 6 5 7 10???? ＝ ? 104 ③ 普蘭特準(zhǔn)數(shù) Pr＝iipic?? = 51009 ???= 因此， 管程空氣 的傳熱膜系數(shù) hi為 hi= = W/(m2 取折流板間距 B=，則 B= 450=180 mm。 查《熱交換器原理與設(shè)計(jì)》 P46，表 23 管間距，取管間距： t ＝ 32 mm ?，F(xiàn)取傳熱管長(zhǎng) l= 3 m ， 則該換熱器管程數(shù)為 Np=L / l=≈ 2（管程） 傳熱管總根數(shù) N = 632= 126 （根） ?！?1。 ?PP＝ () 273/(273+95)＝ kg s） 導(dǎo)熱系數(shù) λ o （ W 空氣在 95℃ ， ： 物性 密度 ρ i 定壓 比熱容 cpi 粘度 μ i 導(dǎo)熱系數(shù) λ i 空氣 水 水 空氣 參 數(shù) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 第 3 頁(yè) 共 18 頁(yè) （ kg/m3） [kJ/(kg℃ )] （ Pa
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