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空氣壓縮機后冷卻器課程設(shè)計-展示頁

2025-06-17 07:37本頁面
  

【正文】 空氣壓縮機后冷卻器課程設(shè)計 4 第 二 章 確定設(shè)計方案 冷卻器的型式的選擇 本設(shè)計中 空氣壓縮機的后冷卻器選用帶有折流擋板的固定管板式列管式換熱器,因為列管式換熱器具有單位體積傳熱面積大,結(jié)構(gòu)緊湊、堅固,傳熱效果好,而且能用多種材料制造,適用性較強,操作彈性大,且適用于高溫、高壓的大型裝置中。 采用折流擋板,可使作為冷卻劑的水容易形成湍流,可以提高對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),提高傳熱效率。 流程的選擇 本冷卻器的管程走壓縮后的熱空氣,殼程走冷卻水。其原因如下: ( 1)因為熱空氣的操作壓力達到 ,而冷卻水的操作壓力取常壓,如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓,可節(jié)省殼程金屬消耗量; ( 2)對于此剛性結(jié)構(gòu)的換熱器,兩流體的的溫度差較大,對流傳熱系數(shù)較大者宜走管間,因壁面溫度與對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近,可以減少熱應(yīng)力,防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。 ( 4)熱空氣經(jīng)冷卻器后帶有油分,所以采用熱空氣走管內(nèi)易于清洗。 s1,一般采用的范圍為 5~15 m s1。 s1,然后進行計算校核 。 S) 比熱 Cp (J oC) 空氣 1022 水 4174 安裝方式 該空氣壓縮機后冷 卻器采用立式換熱器。 設(shè)計條件 由設(shè)計任務(wù)書可得設(shè)計條件如下表: 流體 體積流量 進口溫度 出口溫度 操作壓力 設(shè)計壓力 空氣(管內(nèi)) V=28 m3/min (標準狀態(tài) ) T1= 160℃ T2= 39 ℃ Pi= Pdi= 冷 卻 水(管外) t1= 25 ℃ t2= 31 ℃ Po= Pdo= 注:要求設(shè)計的冷卻器在規(guī)定壓力下操作安全,必須使設(shè)計壓力比最大操作壓力略大,本設(shè)計的設(shè)計壓力比最大操作壓力大 。 確 定主要物性數(shù)據(jù) 定性溫度的確定 可取流體進出口溫度的平均值。運用內(nèi)插法可得殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。 s) 導熱系數(shù) λi ( W℃ 1) 數(shù)值 1009 105 水在 28℃的物性數(shù)據(jù)如下: 物性 密度 ρ o ( kg/m3) 定壓 比熱容cpo [J/(kg℃ )] 粘度 μ o ( Pam1空氣密度校正,由《化工原理實驗》 P31,公式 236 得: ρ i = T27327339。 m3 (31)來自 《流體力學與 傳 熱》 P181 式(4102) (34)來自《化工原理實驗》 P31公式 (236) 《化工原理上冊》P330 干空氣的物理性質(zhì) 《化工原理上冊》p331 水的物理性質(zhì) ( 化工原理課程設(shè)計 空氣壓縮機后冷卻器課程設(shè)計 6 167。 60) kg 1初步設(shè)定設(shè) Ki‘ =200 W℃ 1。39。 主體構(gòu)件的工藝結(jié)構(gòu)尺寸 管徑和管內(nèi)流速 選用φ 19 2mm 的傳熱管 (碳鋼管 );由《傳熱傳質(zhì)過程設(shè)備設(shè)計》P7 表 1- 3 得管殼式換熱器中常用的流速范圍的數(shù)據(jù),可設(shè)空氣流速 ui= 7m/s,用 u i計算傳熱膜系數(shù),然后進行校核?,F(xiàn)取傳熱管長 l= 2 m ,則該換熱器管程數(shù)為 ( (313)、 (314)由《流體 力 學 與 傳 熱 》P156,表 41 查得各準數(shù)的名稱與符號 (315)來自《流體力學與傳熱》 P15 公式(452a), (452b) 化工原理課程設(shè)計 空氣壓縮機后冷卻器課程設(shè)計 7 Np=L / l=≈ 2 (管程) 傳熱管總根數(shù) N = 402= 80 (根)。 傳熱管的排列和分程方法 采用組合排列法,即每程內(nèi)均按正三角形排列,隔板兩側(cè)采用正方形排列。 查《熱交換器原理與設(shè)計》 P46,表 23 管間距,取管間距: t = 25 mm 。 取折流板間距 B=,則 B= 325=130 mm,可取 B 為 150mm。 167。由《流體力學與傳熱》 P164,公式 460、 461,得 ho = )(woeod μμλ 其中: ① 當水做冷卻劑時,粘度校正為
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