空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-06-13 07:37本頁(yè)面
【正文】 P126，表 93，采用 鋼板 (GB3274)，其中鋼密度＝ 7850kg 五、主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 殼體直徑 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 18 頁(yè) 根據(jù)前面的工藝計(jì)算，本次設(shè)計(jì)采用的換熱器殼體內(nèi)徑 Di＝ 450 mm。 (壓降 ) (1)管程 流動(dòng)阻力 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P78，公式 347～ 349可得 管內(nèi)流體： Re= 105 由柏拉休斯公式：λ i==≈ 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 18 頁(yè) 直管部分的壓降： △ p1=iiii udl ?? 22 = 22 7 .9 50 .0 1 8 6 1 2 .5 10 .0 2 2? ? ? = Pa 熱空氣在冷卻器內(nèi)流動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)兩次突然擴(kuò)大與兩 次突然縮 小，所以 ? ＝ +1++1＝ 3 彎管回路中的壓降： △ p2＝i22?? iu = ??＝ Pa 總壓降： ∑ △ pi＝（△ p1+△ p2） Ft Ns Np＝（ +） 1 2 ＝ 9800 Pa（符合設(shè)計(jì)要求） 其中， Ft為結(jié)垢校正系數(shù)，取 ； Ns為串聯(lián)殼程數(shù)，取 1； Np為管程數(shù)，取 2?！?) hh = hi = (m2因此，取兩側(cè)污垢熱阻為零計(jì)算傳熱管壁溫。但在操作早期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大。該換熱器用自來(lái)水作為冷卻水，設(shè)定冷卻水進(jìn)口溫度為 25℃，出口溫度為33℃來(lái)計(jì)算傳熱管壁溫。 (4) 傳熱面積 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P75，公式 335： Qi＝ iK Si△ tm得： Si＝ Qi/( iK △t m)＝ 191300/（ ）＝ m2 該換熱器的實(shí)際傳熱面積 Sp Sp= idln? = 3 126= m2 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P76，公式 336 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 8 頁(yè) 共 18 頁(yè) 該換熱器的面積裕度為 %100??? i ipS SSH = 2 3 .7 4 1 5 .6 9 100%1 5 .6 9? ?=% 傳熱面積裕度超出 要求的 15%～ 20%的范圍，故需減少管數(shù)，取管數(shù) n=100, 則實(shí)際傳熱面積 Sp= idln? = 3 100＝ 面積裕度為 %100??? i ipS SSH =1 8 .8 4 1 5 .6 9 100%1 5 .6 9? ?=% 處于要求的 15%～ 20%的范圍內(nèi)，該換熱器符合實(shí)際生產(chǎn)要求?！?)的關(guān)系： 39?！?1 因此， 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P71，公式 321 iK1 ＝ih1 ＋ Rsi＋midbd? ＋ooidhd ＋oisoddR ＝ ＋ ＋ ?? ＋ ? ＋ 解得： iK ＝ W/ (m2 W1 ? 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)λ＝ 45W W1 ? 熱空氣側(cè)的熱阻 Rsi＝ ℃ ) (3)基于管內(nèi)表面積的總傳熱系數(shù) Ki 查閱《 化工原理（上） 》 P365， 附錄 22，得 ? 冷卻水側(cè)的熱阻 Rso＝ 由《流體力學(xué)與傳熱》 P164，公式 460、 461，得 ho = )(woeod μμλ 其中： 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 6 頁(yè) 共 18 頁(yè) ① 當(dāng)水做冷卻劑時(shí)，粘度校正為 )(woμμ = ② 當(dāng)量直徑，管子為正三角形排列時(shí) ，依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P72，公式322得 de＝ 2234( )24ootdd?ππ ＝ 2234( 32 25 ) 4 25? ? ?? π＝ m ③ 殼程流通截面積 ，由《流體力學(xué)與傳熱》 P164，公式 462，得 So = BD(1－ tdo )= （ 1－ ）＝ m2 ④ 殼程冷卻水的流速及其雷諾數(shù)分別為 uo＝ooSV = 2 0 6 2 0 /( 3 6 0 0 9 9 6 .0 )0 .0 1 4 8?＝ m/s Reo＝oeoo duμρ ＝ 9 9 6 .0 0 .3 8 9 0 .0 2 0 20 .0 0 0 8 2 1??＝ ⑤ 普朗 特準(zhǔn)數(shù) （ 傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) P26，公式 143） Pr＝oopoc?? = 4175 ? = 因此，殼程水的傳熱膜系數(shù) ho為 ho = 0 . 5 5 1 / 3 0 . 1 40 . 6 0 10 . 3 6 9 5 3 2 . 7 3 5 7 . 0 3 1 . 0 50 . 0 2 0 2? ? ? ? = W/(m2 取板間距 H＝ 150mm，則： 折流板數(shù) NB=折流板間距 傳熱管長(zhǎng)－ 1=3000150 － 1=19 塊 折流板圓缺面 水平裝配 。 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺高度為h= 450= mm ，故可取 h=110 mm。 由《化工原理上冊(cè) 》 P278，公式 4123，得 橫過(guò)管束中心線的管數(shù) 為 ? = 126 ≈ 13根 由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P67，公式 316， 隔板中心到離其最近一排管中心距離 S=t/2+6=32/2+6=22 mm 取 各程相鄰管的管心距為 44mm。 其中，每程內(nèi)的正三角形排列，其優(yōu)點(diǎn)為管板強(qiáng)度高，流體走短路的機(jī)會(huì)少，且管外流體擾動(dòng)較大，因而對(duì)流傳熱系數(shù)較高，相同的殼程內(nèi)可排列更多的管子。 單根傳熱管質(zhì)量 0m l d? ? ?? 鋼 ＝ 7850 3 = 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P63，公式 313a和 313b， 平均傳熱溫差校正系數(shù) R＝1221 tt TT?? ＝ ＝ P＝1112 tT tt ?? ＝ 33 2514825?? ＝ 依 《 傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 》 P16，公式 313， 溫度校正系數(shù) 為 ??t? 112??RR )11(2)11(2ln11ln22??????????RRPRRPPRP ＝ 1?? 221 0 .0 6 5ln1 0 .0 6 5 1 3 .2 52 0 .0 6 5 (1 1 3 .2 5 1 3 .2 5 1 )ln2 0 .0 6 5 (1 1 3 .2 5 1 3 .2 5 1 )???? ? ? ?? ? ? ?≈ 依《傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P16，公式 314， 平均傳熱溫差 校正為 △ tm= t?? △t m’ = =( ℃ ) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)
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