化工原理课程设计-换热器的设计—水冷却牛奶.doc

化工原理课程设计-换热器的设计—水冷却牛奶
设计题目换热器的设计
水冷却牛奶
设计者
班级食品1001 姓名张红梅学号20103248
班级食品1002 姓名王清学号20103277
指导教师李凤
设计成绩进度
说明书
图纸
总分
日期年月日
西南科技大学生命科学与工程学院
目录
一设计任务和设计条件4
11设计题目 4
12设计条件4
13设计任务4
二设计方案简介4
设计原则4
21 换热器类型的选择5
22流径的选择 7
23设计流程图 7

com器的类型8
com空间的选择 9
com择 9
com数据 9

41计算热负荷10
42冷却水的用量10
43平均温差10
4估算传热面积11
45初选换热器规格11
五核算总传热系数11
51管侧传热系数11
52壳侧传热系数12
53污垢系数12
54总传热系数13
55面积裕度13
56管壁温度13
六核算压强降14
61管程压强降14
62壳程压强降15
辅助设备的计算及选型16
71管箱16
72封头16
73旁路挡板16
74折流板17
75接管17
76导流筒18
77放气孔排气孔18
八设计结果一览表18
九对设计的评述12
十参考文献21

1设计题目水冷却牛奶
2设计条件
1 纯牛奶
处理量706080范围选吨小时进口温度100℃出口温度30℃压强降管程<80kPa壳程<50kPa
2 冷却水
进口温度24℃出口温度32℃
3设计任务
1 根据设计条件选择合适的换热器型号并核算换热面积压力降是否满足要求并设计管道与壳体的连接管板与壳体的连接折流板等
2 绘制列管式换热器的装配图
3 编写课程设计说明书
二设计方案简介
换热器是化工石油食品及其他许多工业部门的通用设备在生产中占有重要地位由于生产规模物料的性质传热的要求等各不相同故换热器的类型也是多种多样
按用途它可分为加热器冷却器冷凝器蒸发器和再沸器等
根据冷热流体热量交换的原理和方式可分为三大类混合式蓄热式间壁式
间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器在这类换热器中冷热流体被固体壁面隔开互不接触热量从热流体穿过壁面传给冷流体该类换热器适用于冷热流体不允许直接接触的场合间壁式换热器的应用广泛形式繁多
直接接触式换热器又称混合式换热器在此类换热器中冷热流体相互接触相互混合传递热量该类换热器结构简单传热效率高适用于冷热流体允许直接接触和混合的场合常见的设备有凉水塔洗涤塔文氏管及喷射冷凝器等
蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体将热量由热流体传给冷流体当蓄热体与热流体接触时从热流体处接受热量蓄热体温度升高后再与冷流体接触将热量传给冷流体蓄热体温度下降从而达到换热的目的此类换热器结构简单可耐高温常用于高温气体热量的回收或冷却其缺点是体积庞大且不能完全避免两种流体的混合
常见的列管换热器主要有固定管板式带膨胀节的固定管板式浮头式和U形管式等几种类型
21 换热器类型的选择
根据列管式换热器的结构特点主要分为以下四种以下根据本次的设计要求介绍几种常见的列管式换热器
1固定管板式换热器
固定管板换热器的两端和壳体连为一体管子则固定于管板上它的结余构简单在相同的壳体直径内排管最多比较紧凑由于这种结构式壳测清洗困难所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时用使用管子于管板的接口脱开从而发生介质的泄漏
2U型管换热器
U型管换热器结构特点是只有一块管板换热管为U型管子的两端固定在同一块管板上其管程至少为两程管束可以自由伸缩当壳体与U型环热管由温差时不会产生温差应力U型管式换热器的优点是结构简单只有一块管板密封面少运行可靠管束可以抽出管间清洗方便其缺点是管内清洗困难哟由于管子需要一定的弯曲半径故管板的利用率较低管束最内程管间距大壳程易短路内程管子坏了不能更换因而报废率较高此外其造价比管定管板式高10左右
3浮头式换热器
浮头式换热器其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接可在壳体内沿轴向自由伸缩该端称为浮头浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在壳体或环热管膨胀时互不约束不会产生温差应力管束可以从壳体内抽搐便与管内管间的清洗其缺点是结构较复杂用材量大造价高浮头盖与浮动管板间若密封不严易发生泄漏造成两种介质的混合
4填料函式换热器
填料函式换热器其特点是管板只有一端与壳体固定连接另一端采用填料函密封管束可以自由伸缩不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力填料函式换热器的优