食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)——換熱器畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-30 22:10本頁(yè)面
【正文】 殼程、雙管程考慮，一側(cè)恒溫，求逆流時(shí)的平均溫度差：熱流體T ℃ ← ℃冷流體t 15℃ → 25 ℃△t ℃ ℃ (4)初選K值，估算傳熱面積由表3，取K選=800.傳熱面積S：=℃（50℃～70℃），選擇帶有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器?！?粘度μPa根據(jù)定性溫度分別查取的物性參數(shù)如下：名稱(chēng)密度ρKg/m3定壓比熱CpkJ/(Kg因碳鋼管價(jià)格低強(qiáng)度好，全凝器中的流體沒(méi)有腐蝕性，所以選用碳鋼管。粘度大，流量較小的冷卻水易結(jié)垢走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對(duì)流傳熱系數(shù)。 流動(dòng)空間和管材的選用。 ℃的含乙醇92%℃的的飽和液體，冷卻水的進(jìn)口溫度是15℃，由于呼和浩特地區(qū)是缺水地區(qū)，所以選擇冷卻水的出口溫度為25℃。℃)K=(m2Wc=F=kg/hQ=WWh=S=℃，介于50℃和70℃，可選用帶有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。(2)殼程流體進(jìn)口接管的選擇根據(jù)飽和蒸汽一般在管中的流速大小，選擇水蒸汽進(jìn)入接管時(shí)的蒸汽的流速為，則接管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇規(guī)格為φ95mm,di=89mm=核算流速 故選擇的接管規(guī)格合適?！?K計(jì)/K選=K計(jì)/K0=故所選擇的換熱器是合適的。為水在120℃下的汽化熱。計(jì)算結(jié)果表明,管程和殼程的壓降均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 因管子排列方式為正三角形，所以 F=。根據(jù)固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，初選的固定管板式換熱器型號(hào)為：JB/T 471592主要參數(shù)如下：公稱(chēng)直徑273mm管子尺寸φ25管子數(shù)n32管長(zhǎng)L/mm4500管中心距mm32管程數(shù)Np2管子排列方式正三角形管程流通面積/實(shí)際換熱面積SO 采用此換熱面積的換熱器，則要求過(guò)程的總傳熱系數(shù)為： (1)管程壓降 其中,管程流速 雷諾數(shù) 10000(湍流)對(duì)于碳鋼管,取管壁粗糙度ε=，所以由《化工流體流動(dòng)與轉(zhuǎn)熱》書(shū)的λRe關(guān)系圖中可查得 λ=。s汽化熱rkJ/kg乙醇液（℃）104水(120℃)104水蒸汽(120℃)105原料預(yù)熱器的工藝計(jì)算備注，初換熱器(1)熱負(fù)荷的計(jì)算(2)蒸汽的消耗量(3)計(jì)算平均溫度差一側(cè)恒溫，求逆流時(shí)的平均溫度差：蒸汽 T 120℃ ← 120℃原料液t 20℃ → ℃△t 100℃ ℃ 初選K估算傳熱面積，參照《換熱器》，取K選=770 W/(m2℃)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m 根據(jù)定性溫度確定物性參數(shù)熱流體：120℃→120℃ 定性溫度為℃冷流體：20℃←℃ 定性溫度為t =℃。因此，為使原料液出口溫度達(dá)到泡點(diǎn)，令蒸汽走殼程，原料液走管程。由于蒸汽比較干凈不易結(jié)垢，所以蒸汽走殼程以便于及時(shí)排除冷凝液，原料液中可能含有雜質(zhì)、易結(jié)垢，而粘度大、流量較小的原料液中的水為易結(jié)垢液體，所以原料液走管程便于清洗管子，此外還可以提高流速以增大其對(duì)流傳熱系數(shù)。換熱器中兩流體溫度差不大，殼程壓力較小，故可選擇固定管板式換熱器。第二章 設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算 全塔物料恒算根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知：塔頂產(chǎn)品乙醇的質(zhì)量D=，乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)XD=,精餾原料粗乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)XF=,塔底殘液乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)XW=. 由 求得回流比：R=2所以 V=L+D=3D=3 原料預(yù)熱器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 確定設(shè)計(jì)方案 1．選擇換熱器的類(lèi)型預(yù)熱器是把經(jīng)塔底冷卻器加熱到20℃℃，℃的飽和蒸汽進(jìn)行加熱。（1）管程壓力降直管中因摩擦阻力引起的壓力降Pa；回彎管中因摩擦阻力引起的壓力降，Pa；結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次，φ25；φ19；串聯(lián)的殼程數(shù)；管程數(shù)。 實(shí)際傳熱面積應(yīng)該比所需傳熱面積大一些，稱(chēng)為面積裕度，一般面積裕度控制在10%30%比較合適。； μ——冷凝液的粘度，Pa(2)蒸汽在水平管束上冷凝時(shí)的冷凝傳熱系數(shù) 若蒸汽在水平管束上冷凝，用下式計(jì)算冷凝傳熱系數(shù)：式中：— 冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)，w／(mu——管內(nèi)流速．m／s；d——列管內(nèi)徑，m。s；、Cp——分別為流體的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容,w/(m℃)。℃)；Rso、Rsi—一分別為管外側(cè)及管內(nèi)側(cè)表面上的污垢熱阻，(m2．℃)／w。2 .平均溫度差Δtm一側(cè)恒溫 ,逆流與并流的平均溫差相等兩側(cè)變溫，平均溫差用逆流平均溫差校正溫差校正系數(shù)，,其中 3. 總傳熱系數(shù)K初選換熱器時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要設(shè)計(jì)的換熱器的具體操作物流選取K的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，選定的K的經(jīng)驗(yàn)值為K選?！?；T ——熱流體的溫度，℃；t——冷流體的溫度，℃；r——飽和蒸氣的冷凝潛熱，kJ／kg。 傳熱速率方程式及相關(guān)計(jì)算公式 Q=KSΔtm 式中 Q——傳熱速率(即熱負(fù)荷)，W； K——總傳熱系數(shù)，W／(m2．℃)； S——與K值對(duì)應(yīng)的換熱器傳熱面積，m2； Δtm——平均溫度差，℃。否則需另設(shè)K選值，重復(fù)以上計(jì)算步驟。 計(jì)算管程、殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，確定污垢熱阻，在計(jì)算總傳熱系數(shù)K計(jì)。 系統(tǒng)物料衡算 根據(jù)產(chǎn)量要求，計(jì)算換熱系統(tǒng)的原料量、產(chǎn)品量，再進(jìn)一步確定所需計(jì)算的換熱器，逐步進(jìn)行換熱器的選用。但是程數(shù)過(guò)多，將導(dǎo)致管程流體阻力增加，面積的利用率也降低。當(dāng)管內(nèi)流體流量較小時(shí)，會(huì)使管內(nèi)流速較低，對(duì)流傳熱系數(shù)較小。冷凝器的管程進(jìn)出口接管直徑通常直徑較大采用熱軋無(wú)縫鋼管，管壁較厚，殼程流體出口接管選擇冷軋
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