锯齿形板式热水冷却器的设计
锯齿形板式热水冷却器设计
化工原理课程设计题目：热水冷却器的设计学生姓名：刘祥亚学号：51106022030系别：生物与食品工程系专业：食品科学与工程指导教师：赵大庆起止日期：2013-6-262013年6月26日设计任务书一、设计题目□□热水冷却器的设计二、设计参数□□（1）处理能力 2.5×104t/a热水。
□□（2）设计形式锯齿形板式换热器□□（3）操作条件①热水：入口温度85℃,出口温度60℃。
②冷却介质：循环水，入口温度32℃,出口温度40℃。
③允许压降：不大于105pa。
④每年按330天计，每天24小时连续运行。
⑤建厂地址：湖南地区。
三、设计内容及要求□□（1）计算热负荷□□（2）计算平均温度差□□（3）初估换热面积及初选板型□□（4）核算总传热系数K□□（5）计算传热面积S□□（6）压降计算□□（7）板式换热器滚个选型□□（8）附属设备的选型□□（9）换热工艺流程图（手绘A2），主体设备工艺条件图（手绘A1）。
目录(小三号黑体居中)（空一行）1概述..............................................................................................................................1.1板式换热器的简介...............................................................................................1.2设计方案简介.......................................................................................................1.3确定设计方案.......................................................................................................1.3.1工艺流程............................................................................................................1.3.2换热器选型........................................................................................................1.4符号说明............................................................................................................... 2主要设备工艺计算......................................................................................................2.1计算定性温度.......................................................................................................2.2计算热负荷...........................................................................................................2.3计算平均温差.......................................................................................................2.4初估换热面积S及板型.......................................................................................2.5核算总传热系数K..............................................................................................2.5.1计算热水侧的对流给热系数............................................................................2.5.2计算冷水侧的对流给热系数............................................................................2.5.3金属板热阻........................................................................................................2.5.4污垢热阻............................................................................................................2.5.5总传热系数........................................................................................................2.6估算传热面积S..................................................................................................2.7计算压力降ΔP .................................................................................................. 3换热器主要技术参数和计算和结果.......................................................................... 设计评述......................................................................................................................... 参考文献......................................................................................................................... 附录................................................................................................................................. 附录1.............................................................................................................................. 附录2.............................................................................................................................. 附录3 ..............................................................1 概述换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
板式换热器在制冷系统中的应用和优化设计
f
(
x)
b 2
sin
2 P
x
P 4
b 2
de
4W b
2W b
2b
dh
4 min imum free flow Wetted perimeter
area
2b
Developed area
1
1
1 b 2 4 1 b 2
2
Projected area 6
P
P
8
钎焊板式换热器
钎焊板式换热器简介
冷媒出
冷媒进
14
钎焊板换在水系统中的应用注意事项
‒ 水中颗粒物要求:
微粒要求最大径小于1mm可以通过钎焊板式换热器。如果为纤维状微粒，不管尺寸大小 都是不允许的。水路要求加0.5-1mm的滤网。
‒ 水中PH值和各离子含量要求(ppm):
PH值
SO4-2 总硬度
Cl-
PO43- NH3 自由氯 Fe+++ Mn++ CO2
染严重区域，水中还会参杂进带灰尘和腐蚀性气体的物质。 4. 来自河流和湖泊的地表水：生成水垢的盐的浓度通常相当大，而且它的微生物性会很
高，如果水受到污染，水质将更难以保证。 5. 城市废水：城市废水可能来自钢厂、炼油厂、化工处理工业、生活废水等，在没有经
过处理的情况下，建议不要使用。 6. 盐水和海水：氯离子含量很高，可拆板式换热器必须采用钛材质制作。
corrugated plate heat exchanger for multiple plate configurations. Applied Thermal Engineering. 2010, 30: 1058-1065.
产品冷却器课程设计
产品冷却器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解产品冷却器的基本概念、分类及其在工业生产中的应用。
2. 学生能够掌握产品冷却器的工作原理、关键部件和冷却效果的评估方法。
3. 学生能够了解不同类型产品冷却器的优缺点，并能够根据实际需求选择合适的产品冷却器。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决产品冷却器在实际应用中遇到的问题。
2. 学生能够运用图表、数据和文字等形式，展示产品冷却器的选型、安装和使用过程。
3. 学生能够通过小组合作，完成对产品冷却器的设计、制作和性能测试。
情感态度价值观目标：1. 学生养成积极主动、严谨求实的科学态度，对产品冷却器技术产生浓厚兴趣。
2. 学生培养团队合作意识，学会倾听、尊重他人意见，共同解决问题。
3. 学生认识到产品冷却器在节能减排、环保等方面的重要性，树立绿色环保意识。
课程性质：本课程为技术应用型课程，结合实际工业生产场景，培养学生对产品冷却器知识的理解和应用能力。
学生特点：初三学生，具有一定的物理基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力容易分散。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以案例导入、小组讨论、实验操作等形式，激发学生学习兴趣，提高教学效果。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在学习过程中能够明确自己的任务和目标，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 产品冷却器概述- 冷却器的定义、分类及作用- 冷却器在工业生产中的应用案例2. 产品冷却器的工作原理与关键部件- 冷却器的工作原理- 冷却器关键部件的结构与功能- 冷却效果的评估方法3. 不同类型产品冷却器的优缺点及应用- 风冷式、水冷式、油冷式等冷却器的特点- 不同类型冷却器的适用场景及选型要点4. 产品冷却器的选型、安装与使用- 冷却器选型的依据和方法- 冷却器的安装位置、方式及注意事项- 冷却器的使用与维护5. 产品冷却器的设计与制作- 冷却器设计的基本要求- 设计方案的形成与优化- 小组合作完成冷却器的制作和性能测试教学内容安排与进度：第一课时：产品冷却器概述第二课时：产品冷却器的工作原理与关键部件第三课时：不同类型产品冷却器的优缺点及应用第四课时：产品冷却器的选型、安装与使用第五课时：产品冷却器的设计与制作（含小组讨论、实验操作等）教材章节关联：本教学内容与《物理》课本第四章“热学”内容相关，重点关注热交换器（冷却器）的工作原理、选型和应用等方面。
板式冷却水器板内部结构
板式冷却水器板内部结构板式冷却水器是一种常用的热交换设备，用于冷却工业生产中的热介质。
它的内部结构设计合理，能够有效地实现热量传递和冷却效果，具有较高的热交换效率。
一、板式冷却水器的板内部结构板式冷却水器的板内部结构主要包括板片、流体通道和密封垫等组成部分。
1. 板片：板片是板式冷却水器的核心组成部分，通常由金属材料制成。
板片的形状和排列方式对热量传递效果有着重要影响。
常见的板片形状有波纹状、直纹状和蛇纹状等，其中波纹状板片的热交换效果最佳。
板片之间通过密封垫进行连接，形成流体通道。
2. 流体通道：流体通道是板式冷却水器内流体流动的通道。
通过合理设计的流体通道，可以使冷却介质在板片之间形成均匀的流动，从而实现热量的传递和冷却效果。
流体通道的宽度和长度等参数需要根据具体的工艺要求进行设计。
3. 密封垫：密封垫起到连接板片的作用，可以防止流体泄漏和交叉污染。
常见的密封垫材料有橡胶和硅胶等，具有较好的密封性能和耐高温性能。
二、板式冷却水器的工作原理板式冷却水器通过将待冷却的介质和冷却介质分别流动在板片的两侧，实现热量的传递和冷却效果。
1. 待冷却介质流动：待冷却介质通过流体通道，在板片的一侧流动。
在流动过程中，待冷却介质的热量会通过板片传递到另一侧。
2. 冷却介质流动：冷却介质通过流体通道，在板片的另一侧流动。
冷却介质的低温会吸收待冷却介质传递过来的热量，使得待冷却介质的温度降低。
3. 热量传递：待冷却介质和冷却介质在板片两侧形成热量传递，热量从高温一侧传递到低温一侧。
通过多次循环流动，可以实现热量的逐渐降低，达到冷却的效果。
三、板式冷却水器的优势和应用领域板式冷却水器具有以下优势：1. 热交换效率高：由于板片的形状和排列方式的特殊设计，板式冷却水器的热交换效率较高，可以实现较快的冷却效果。
2. 结构紧凑：板式冷却水器可以通过不同板片的组合形成紧凑的结构，占用空间小，适用于一些空间有限的场所。
3. 操作维护方便：板式冷却水器的板片可以拆卸和清洗，方便进行维护和保养。
冷却器设计方案
冷却器设计方案哎呀，说起冷却器设计方案，这可真是个有趣又有点复杂的事儿。
我先给您讲讲我之前遇到的一个情况。
有一次，我去一家工厂参观，正好看到他们在为一个新的生产设备安装冷却器。
那场面，真是热火朝天。
工人们忙前忙后，技术人员拿着图纸指指点点。
我凑过去一看，发现他们正在为冷却器的安装位置争论不休。
咱先来说说冷却器设计的基本原理。
这就好比大热天您想让自己凉快下来，得有个有效的办法不是？冷却器就是要把热量带走，让设备保持在合适的温度。
冷却器的类型那也是五花八门。
比如说风冷式冷却器，就像是吹风扇，靠空气流动来散热。
还有水冷式冷却器，这就好比您热了泡在水里，水把热量带走。
风冷式冷却器呢，结构相对简单，维护也容易，但是散热效果可能没有水冷式那么厉害。
水冷式冷却器散热效果好，可系统复杂点，还得注意防止漏水啥的。
在设计冷却器的时候，得考虑好多因素。
首先就是热负荷，这就好比您知道自己有多热，才能决定用多大的风扇或者多少水来降温。
然后是冷却介质的选择，是用空气还是水，或者其他特殊的介质，这得根据具体情况来。
还有传热系数，这可是个关键指标，它决定了冷却器的效率。
再说冷却器的结构设计。
您得考虑管子的排列方式，是顺排还是叉排？这可影响着空气或者水流的流动，进而影响散热效果。
还有管子的直径和长度，太粗太长不行，太细太短也不行，得恰到好处。
另外，散热片的形状和间距也很重要，就像窗户的格子，间距合适才能通风良好。
还有啊，密封问题也不能忽视。
要是密封不好，漏风漏水，那这冷却器可就没法好好工作了。
而且，材料的选择也得讲究。
要能耐高温、耐腐蚀，还得有良好的导热性能。
回到我开头说的那个工厂，最后他们经过一番讨论，综合考虑了各种因素，终于确定了一个满意的设计方案。
看着他们完成安装，调试成功，设备正常运转，那感觉真不错。
总之，冷却器设计方案可不是一拍脑袋就能决定的，得综合考虑各种因素，精心设计，才能让冷却器发挥出最佳效果，保证设备的正常运行。
锯齿形板式热水冷却器的设计.doc
锯齿形板式热水冷却器的设计任务书一、设计题目：锯齿形板式热水冷却器的设计二、设计参数：（1）处理能力：1.8×104t/a热水（2）设备型式：锯齿形板式热水冷却器（3）操作条件：1、热水：入口温度85℃，出口温度55℃。
2、冷却介质：循环水，入口温度32℃，出口温度40℃。
3、允许压降：不大于105Pa。
4、每年按330天，每天按24小时连续运行。
5、建厂地址：湖南地区。
三、设计内容及要求：（1）计算热负荷（2）计算平均温差（3）初估换热面积及初选板型（4）核算总传热系数K（5）计算传热面积S（6）压降计算（7）板式热水冷却器规格选型（8）附属设备的选型（9）换热工艺流程图（手绘A2），主体设备工艺条件图（手绘A1）目录1 概述 (1)1. 1 换热器简介 (1)1. 2 设计方案简介 (2)1. 3 确定设计方案 (2)1. 3. 1 设计流程图 (3)1. 3. 2 工艺流程简图 (4)1. 3. 3 换热器选型 (4)1. 4 符号说明 (4)2 锯齿形板式热水冷却器的工艺计算 (5)2.1 确定物性数据 (5)2.1.1 计算定性温度 (5)2.1.2 计算热负荷 (6)2. 1. 3 计算平均温差 (6)2. 1. 4 初估换热面积及初选板型 (6)2. 1. 5 核算总传热系数K (7)2. 1. 6 计算传热面积S (9)2. 1. 7 压降计算 (10)2.2 锯齿形板式热水冷却器主要技术参数和计算结果 (10)3 课程设计评述 (11)参考文献 (12)附录 (13)1 概述1.1 换热器简介换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
热水冷却器课程设计
南京工业大学《材料工程原理B》课程设计设计题目：热水冷却器的设计专业：班级：高材学号：姓名：日期：指导教师：设计成绩：日期：设计任务书（一）设计题目热水冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1.处理能力40.5 t/a热水102.设备型式锯齿形板式换热器3.操作条件（1）热水：入口温度80℃，出口温度60℃（2）冷却介质：循环水，入口温度32℃，出口温度 40℃（3）允许压强降：不大于5×105Pa（4）每年按330天计，每天24小时连续运行4.建厂地址天津地区（三）设计要求选择适宜的锯齿形式板式换热器并进行核算。
目录1 概述1.1 板式换热器的基本结构 (4)1.2板式换热器的优缺点 (6)1.3板式换热器与管式换热器的比较 (7)1.4板式换热器的实际应用 (8)2 设计方案简介2.1板式换热器的选型 (9)2.2板式换热器的优化设计方向 (10)2.3 工艺流程简图 (13)3 热水冷却器的设计工艺计算3.1符号说明 (14)3.2定性温度下的物性数据 (14)3.3计算热负荷 . (15)3.4计算平均温度差 (15)3.5初估换热面积及初选板型 (15)3.6核算总传热系数K (16)3.7估算传热面积 (18)3.8计算压力降 (18)4 辅助设备的选择与计算4.1泵的选择 (19)5 设计结果概要 (21)附录工艺流程图 (23)主体设备图 (24)参考资料 (25)设计小结 (26)1 概述板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。
1.1 板式换热器的基本结构1.1.1整体结构1.1.2 组装型式板式换热器的流程是根据实际操作的需要设计和选用的，而流程的选用和设计是根据板式换热器的传热方程和流体阻力进行计算的。
图为三种典型的组装型式。
串联流程并联流程混合流程板式换热器组装型式的表示方法为： 22112211b n b n a m a m ++ 式中：1m ，2m ，1n ，2n 表示程数；1a ，2a ，1b ，2b 表示每程流道数；原则上规定分子上为热流体流程，分母上为冷流体流程。
冷却器设计方案
冷却器设计方案在现代工业生产中，冷却器是一种重要的设备，用于将高温的物体或介质冷却至所需的温度范围内。
本文将讨论冷却器的设计方案，包括冷却原理、设计要素和优化方法。
一、冷却原理冷却器的工作原理基于热传导和对流传热。
当高温物体或介质与冷却器接触时，传热会通过物体与冷却介质之间的热传导，以及冷却介质与周围环境的对流传热来实现。
二、设计要素1. 散热面积：合理确定冷却器的散热面积是设计的重要一环。
散热面积越大，冷却效果越好。
因此，在设计中应尽量增大散热面积，可以通过增加冷却器的长度、宽度或增加散热片的数量来实现。
2. 冷却介质选择：不同的冷却介质对于冷却效果有着重要的影响。
一般情况下，水具有良好的导热性和对流性能，是较常用的冷却介质。
但在特殊情况下，也可以选择其他介质，如油、空气等，根据具体要求进行选择。
3. 冷却速度：冷却速度是指冷却器在单位时间内冷却物体或介质的能力。
为了提高冷却速度，可以采用增设风机、增加水流速度等方法，增强对流传热效果。
4. 材料选择：冷却器所使用的材料直接影响到其散热效果和使用寿命。
一般而言，具有良好导热性的金属材料，如铜、铝等，可以更好地传导热量，提高散热效果。
三、优化方法1. 流动分析：通过数值模拟或实验方法，进行流动分析，优化冷却器的结构和设计。
在不同工况下，根据流体的流动情况和热传导特性，进行优化，以提高冷却效果。
2. 散热片设计：合理设计散热片的形状、间距和数量，以增大散热面积，提高传热效率。
同时，对散热片进行表面处理，增强其导热性能。
3. 热交换器应用：冷却器可以与热交换器相结合，通过增加热交换面积，提高冷却效果。
在选择热交换器时，应考虑其传热系数、压降和占用空间等因素。
4. 温度控制：根据冷却的要求，设计合适的温度控制系统，能够精确控制冷却介质的温度，提高冷却器的工作效率。
结论冷却器设计方案的选择和优化对于工业生产中的热管理至关重要。
通过合理确定散热面积、冷却介质选择、冷却速度和材料选择，可以提高冷却器的效果和寿命。
冷却器的设计毕业设计
冷却器的设计毕业设计冷却器的设计毕业设计随着科技的不断发展，各行各业对于冷却器的需求也越来越高。
无论是工业生产中的机械设备，还是电子产品中的散热系统，冷却器都扮演着至关重要的角色。
因此，冷却器的设计成为了一个备受关注的研究领域。
本文将探讨冷却器的设计，并提出一种新颖的设计方案。
首先，我们来了解一下冷却器的基本原理。
冷却器的作用是通过传导、对流和辐射等方式将热量从热源中移走，以保持热源的温度在可控范围内。
在设计冷却器时，我们需要考虑到热源的功率、温度要求、工作环境等因素，以确定合适的冷却器类型和参数。
在传统的冷却器设计中，常见的类型包括风冷式和水冷式。
风冷式冷却器通过风扇将空气引入冷却器内部，通过对流和辐射的方式将热量带走。
这种设计简单、成本低，适用于小功率的散热需求。
然而，由于空气的热传导性较差，风冷式冷却器在大功率散热时效果有限。
水冷式冷却器则通过水流来带走热量，具有较高的散热效率。
然而，水冷式冷却器的设计和安装成本较高，需要考虑到水的供应和排放问题。
针对传统冷却器的不足，我们提出了一种新颖的设计方案，即基于热管技术的冷却器。
热管是一种利用液体在内部循环传热的装置，具有高效、可靠、无噪音等优点。
在我们的设计中，我们将热管与散热片相结合，形成一个紧凑的冷却器单元。
热管通过吸热端与热源接触，将热量传递到散热片上，再通过辐射和对流的方式将热量散发出去。
这种设计既提高了散热效率，又减小了冷却器的体积和重量。
在具体的设计过程中，我们需要考虑到热管的材料选择、散热片的形状和尺寸、热管与散热片的接触方式等因素。
热管的材料应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能，常见的选择包括铜、铝等金属材料。
散热片的形状和尺寸应根据热源的功率和空间限制来确定，以确保散热效果最佳。
热管与散热片的接触方式可以采用焊接、夹持等方式，以确保热量的传递效率。
除了基本的设计要素外，我们还需要考虑到冷却器的可靠性和维护性。
在设计中，我们应尽量减少零部件的数量和复杂度，以降低故障率和维修成本。
化工课程设计热水冷却器
《化工原理课程设计》2013-2014 第二学期设计题目：热水冷却器的设计___________姓名： _____________________________________学号： _____________________________________班级： _____________________________________指导教师： __________________________________日期：_____________________________________目录1.确定设计方案 (3)1.1 选择换热器的类型 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 符号说明 (3)2热水冷却器的设计工艺计算 (4)2.1 设计原始数据 (5)2.2 设计计算 (6)2.3 初估换热面积及初选版型 (6)2.4 计算总传热系数K (8)(1) 计算热水侧的对流给热系数 (8)(2) 计算冷水侧的对流给热系数 (8)(3) 金属板的热阻 (8)(4) 污垢热阻 (9)(5) 总传热系数K (9)2.5 计算传热面积 (10)2.6 压降计算 (10)3 设计结果评价 (11)[ 参考文献] (12)1.确定设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度85C，出口温度55C; 冷流体人口温度32 C,出口温度40 C。
该换热器用循环冷却水冷却, 初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式热水冷却器。
1.2设计要求处理能力：仁27 104 t a热水设备形式：锯齿形板式换热器操作条件热水：入口温度80C，出口温度:60 C,压力为0.2Mpa。
冷却介质：循环水，入口温度32C，出口温度40C，压力为0.3Mpa。
允许压降：不大于105Pa每年按330天计，每天24小时连续运行1.3符号说明2.热水冷却器的设计工艺计算2.1设计原始数据出入换热器的流体温度及流量、设计压力如表所示表介质的温度及流量查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表：表介质的定性温度及物性数据2.2设计计算计算热负荷Q1600 4 Q n W h C ph C -T 2) 4187 80-60 =3.72 10 W 36001.流体的平均温度 Tm 和tm:2.计算有效平均温差L t2 -逆流平均温度差可按人tm百=33.6 Cln ——其中, 也二T 2 -匕=60 -32 =28 C, ：t 2—t 2 =80 — 40 =40 C2.3初估换热面积及初选板型对于粘度小于1X 10-3Pa 〃s 的热水与循环冷却水的换热，列管式 换热器的K 值大约为850〜1700W/r r ? C ，而板式热水冷却器的K 值大2约为为列管式换热器的2〜4倍，则可初估K 为2500 W/m ? C 。
热水冷却器设计
化工原理课程设计任务书
设计题目：热水冷却器的设计
系别：食品科学系
专业：食品科学与工程
起迄日期: 2010年 5月25日~ 2010 年 6月 03日
化工原理课程设计任务书
xx课程设计任务书
课程设计说明书设计名称化工原理课程设计
设计题目热水冷却器的设计设计时间2010.5.25——2010.6.03 系别食品科学系
专业食品科学与工程
2010 年 6 月03日
化工原理课程设计说明书
目录
（一）课程设计的任务和要求：设计方案 (1)
（二）设计计算过程...................................................2~4 （三）主要性能参数 (5)
（四）对课程设计成果的要求 (6)
（五）主要参考文献 (6)
（六）课程设计工作计划进度 (6)。
冷却水路设计
24
翘曲分析结果比较:
0.43 0.32 Deflection X(mm) Case 1 Case 3 0.43 0.32 0.86 0.64 外 张
Deflection Z(mm) Case 1 0.28 0.24 Case 3 0.28 0.24 上 翘
BACK 25
将翘曲变形放大十倍:
X向
?挡板?喷泉?喷泉bubbler喷泉bubbler喷泉baffle檔板baffle檔板tm002p07冷却系统设计要点5冷却系统类型串联和并联串联和并联串联水路并联水路优点流速均匀排热均匀排热均匀缺点压降高压降高优点适用于入子四周底压下可达高流速底压下可达高流速缺点各分支流速不一样各分支流速不各分支冷却效果不佳易产生污垢样热量集聚母模公模热量集聚在这个部分熔融塑料凝固塑料凝固塑料热量冷却凝固时这一部分缩水引起翘曲增加水路tm002p03冷却与翘曲变形t50t50t50t50t40t40aabb个案设计对这种方框形产品最大的质量问题应该是翘曲变形而进浇位置与冷却水变形而进浇位置与冷却水路设计对产品质量有着较大的影响
25 27
成型条件设变: Case4
保压曲线
P(MPa)
90
冷却水温
T(sec) 0 1.5 3.5 13.5
28
冷却分析结果比较:
Coolant Temperature(deg.C) Case 3 Case 4 65~65.4 50~65.1
Temperature Difference(deg.C) Case 3 Case 4 0.36~-6.8 0.77~-12.4
Bubbler(喷泉)
Baffle(档板)
TM002P07
11
冷却系统设计要点5
锯齿形换热器课程设计
锯齿形换热器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解锯齿形换热器的基本结构及其工作原理；2. 学生能掌握锯齿形换热器在工程应用中的优缺点；3. 学生能够运用换热器的基本公式进行简单的设计计算。
技能目标：1. 学生能够通过小组合作，设计出简单的锯齿形换热器；2. 学生能够运用计算软件或手算，完成换热器的设计计算；3. 学生能够通过实验或模拟，分析锯齿形换热器的性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对换热器设计和工程应用的兴趣，激发其创新意识；2. 培养学生具备团队合作精神，学会倾听、沟通、协作；3. 培养学生关注环保和能源问题，认识到换热器在节能降耗方面的重要性。
课程性质：本课程为应用性较强的工程技术课程，旨在帮助学生将理论知识与实际工程相结合，提高学生的实践操作能力。
学生特点：学生具备一定的物理和数学基础，但对工程实践了解不足，需要通过实际操作和案例分析来提高。
教学要求：结合课本知识，注重实践操作，引导学生主动参与，培养解决实际工程问题的能力。
通过课程目标的实现，使学生具备换热器设计的基本技能和初步的工程素养。
二、教学内容1. 锯齿形换热器的基本概念与结构特点- 换热器的作用与分类- 锯齿形换热器的结构组成及其工作原理2. 锯齿形换热器的设计原理- 传热基本方程式的应用- 锯齿形换热器的设计参数选择- 锯齿形换热器的流动与传热特性分析3. 锯齿形换热器的设计计算- 基本设计公式及其推导- 设计计算步骤及案例分析- 计算软件的应用与实践操作4. 锯齿形换热器的工程应用- 锯齿形换热器在化工、能源等领域的应用案例- 锯齿形换热器的优缺点分析- 锯齿形换热器的节能效果评价5. 锯齿形换热器的实验与模拟- 实验原理与设备- 模拟软件的选择与操作- 实验结果与模拟分析教学内容安排与进度：第一周：锯齿形换热器的基本概念与结构特点第二周：锯齿形换热器的设计原理第三周：锯齿形换热器的设计计算第四周：锯齿形换热器的工程应用第五周：锯齿形换热器的实验与模拟教学内容与课本关联性：本章节教学内容依据课本换热器相关章节，结合实际工程案例，按照教学大纲进行组织和安排，确保学生能够系统地掌握锯齿形换热器的相关知识。
锯齿形板式热水冷却器的设计
热水
70
977.8
0.406
4.187
0.668
冷却水
35
994
0.728
4
3.计算平均温差（按逆流计算） 4.初估换热面积及板型
对于热水与冷却水的换热，列管式换热器的K值大约为 850~1700W/m2•℃，而板式换热器的K值为列管式换热器的2~4倍，则可 初估K为2500 W/m2•℃。
锯齿形板式热水冷却器的设计
一、设计任务 1.处理能力：25×104t/a热水； 2.设备形式：锯齿形板式换热器。
二、操作条件 1.热水：入口温度80℃，出口温度60℃； 2.冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃； 3.允许压降：不大于105Pa； 4.每天按330天，每天按24小时连续运行。
平均当量直径………………………….11.6mm 板片材料……………………………….H62-1
三、设计要求 选择适宜的锯齿形换热器并进行核算。
锯齿形板式热水冷却器的设计——工艺计算书
1.首先计算定性温度，并查取定性温度下的物性数据
热水： 冷却水： 查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表
性 流体
物 定性温度 ℃
密度 kg/m3
粘度
比热容 导热系数
mPa·s kJ/(kg·℃) W/(m·℃)
初估换热面积
初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式换热器，其单通道流通截面积为 0.0016m2，有效单片传热面积0.22m2。
试选组装形式。该式表示其公称换热面积为8.8m2，热水的程数为 2，每程的流道均为11；冷却水的程数为1，其流道为22。
因所选板型为混流，故可采用列管式换热器的温差校正系数：
查单壳程的温差校正系数图，得 初估板式换热面积
冷却器设计方案
冷却器设计方案冷却器是机械设备、电子设备、发动机等高应用领域必不可少的一种设备，主要功能是对设备产生的余热进行控制，确保机器在正常工作的过程中不会过热，从而保证其正常运行。
在冷却器的设计方案中，我们需要考虑的因素非常多，在这篇文章中，我们将详细介绍一下冷却器的设计方案以及其主要因素。
一、冷却器的设计方案冷却器的设计方案是冷却器制造的重要环节。
设计方案的好坏不仅直接影响着冷却器的质量和效果，还影响着冷却器的生产成本和营销效果。
在设计阶段中，我们要考虑以下几个主要因素：1. 散热能力：冷却器的主要作用是散热，因此，我们在设计中首要考虑的是散热能力。
散热能力取决于散热面积和散热风扇的转速等因素。
如果散热面积太小，冷却器的散热能力就会不足，从而影响冷却器的使用效果。
2. 尺寸：尺寸也是设计冷却器必须考虑的因素。
要根据不同的应用场景和设备良好地设计尺寸，尽可能地减小其占地面积，使其可以更好地融入到设备中。
当然，不同的尺寸也会直接影响到散热面积和风扇数量等问题。
3. 风扇数量和转速：不同的设备或场合对冷却器的要求也不同。
在选择风扇数量和转速时，我们需要结合散热面积、空间、噪音以及运行条件等来确定。
4. 材料和制造工艺：在制造过程中，材料和工艺的选择也非常重要。
制造材料的优劣以及制造工艺的先进程度直接影响冷却器的质量和使用寿命。
冷却器材料的选择无论从性价比、加工方式、强度和密封性等方面都需要考虑，还需要根据不同的目的、工艺和成本等因素综合比较。
二、冷却器设计方案制定的其它因素在制定冷却器设计方案的过程中，还有一些其他因素也需要考虑，下面我们将逐一介绍：1. 使用的流体类型：在制作冷却器的时候，我们可以根据其使用的流体分类来选择合适的材料。
如果流体是水，那么采用铜制材料效果会更佳，因为铜导热性较好、轻便且寿命长；而如果流体是液态金属或油，那么就不推荐使用铜材料，通常采用复合材料等。
2. 风扇噪音：在冷却器的使用过程中，噪音也是一个关键因素。
推荐-热水冷却器的设计课程设计 精品
课程设计学院：蚌埠学院班级：11级食品科学与工程3班姓名：xxxxx学号：51106023027指导老师：xxxxxx20XX年6月设计任务书一、设计题目热水冷却器的设计二、设计参数（1）处理能力 6.2×104t/a热水。
（2）设计形式锯齿形板式换热器（3）操作条件①热水：入口温度85℃,出口温度60℃。
②冷却介质：循环水，入口温度32℃,出口温度40℃。
③允许压降：不大于105pa。
④每年按330天计，每天24小时连续运行。
⑤建厂地址：湖南地区。
三、设计内容及要求（1）计算热负荷（2）计算平均温度差（3）初估换热面积及初选板型（4）核算总传热系数K（5）计算传热面积S（6）压降计算（7）板式换热器滚个选型（8）附属设备的选型（9）换热工艺流程图（手绘A2），主体设备工艺条件图（手绘A1）。
目录1概述31.1板式换热器的简介31.2设计方案简介71.3确定设计方案101.3.1工艺流程101.3.2换热器选型111.4符号说明112主要设备工艺计算122.1计算定性温度122.2计算热负荷122.3计算平均温差122.4初估换热面积S及板型122.5核算总传热系数K132.5.1计算热水侧的对流给热系数132.5.2计算冷水侧的对流给热系数142.5.3金属板热阻142.5.4污垢热阻142.5.5总传热系数152.6估算传热面积S152.7计算压力降ΔP 153换热器主要技术参数和计算和结果16 设计评述19参考文献20附录21附录1211 概述换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化工原理课程设计题目：热水冷却器的设计学生姓名：肖俊学号：0911401035系别：化学与化学工程系专业：制药工程指导教师：刘艳起止日期：2011年5月23日2011年6月6日目录1概述 (4)1.1板式换热器简介 (4)1.1.1板式换热器的基本结构 (4)1.1.2板式换热器的特点 (5)1.1.3板型选择 (6)1.1.4流程和流道的选择 (6)1.2 设计方案简介 (7)1.2.1板型选择 (7)1.2.2流程和流道的选择 (7)1.2.3 压降校核 (7)2 设计任务书 (8)2.1设计题目 (8)2.2设计参数 (8)2.3设计内容及要求 (8)2.3.1首先计算定性温度，并查取定性温度下的物性数据 (8)2.3.2计算热负荷 (9)2.3.3计算平均温差 (9)2.3.4初估换热面积及初选板型 (9)2.3.5核算总传热系数K (10)2.3.6 计算传热面积S (12)2.3.7 压降计算 (12)3 工艺流程草图及说明 (14)3.1设计流程图： (14)3.2工艺流程草图及说明： (15)4工艺计算及主要设备设计 (16)4.1热量衡算 (16)4.2换热器工艺尺寸的计算 (16)4.3结构设计图.................................. 错误!未定义书签。
5辅助设备的计算和选型 (17)5.1泵的选择 (17)5.1.1对热水所需的泵进行选择计算： (18)5.1.2对冷水所需的泵进行计算选择： (18)6主要技术参数和计算结果列表 (19)6.1换热器参数表 (19)6.2辅助设备参数表 (20)7设计评述 (21)8参考文献 (23)9 主要符号说明 (24)1 概述1.1 板式换热器简介板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
1.1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。
板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。
板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。
框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成，板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。
1.1.2板式换热器的特点a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.c.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。
d.容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
e.由于内部充分湍流，所以不易结垢。
1.1.3 板型选择板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。
对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。
根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。
确定板型时不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。
1.1.4 流程和流道的选择流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。
一般情况下，将若干个流道按并联或串联的形式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。
流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。
尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到最佳的传热效果。
因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。
虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算。
由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。
1.2 设计方案简介1.2.1 板型选择两流体温度的变化情况：热流体进口温度为90℃，出口温度为50℃；冷流体进口温度为32℃，出口温度为40℃.该换热器用循环冷却水冷却，初步确定选用锯齿形波纹板片的板式换热器。
1.2.2 流程和流道的选择由于本实验中的换热器是用于热水的冷却，因此应将若干个流道按并联或串联的形式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。
流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。
尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到最佳的传热效果。
因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。
虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算。
1.2.3 压降校核在板式换热器的设计选型使，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。
如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。
2 设计任务书2.1 设计题目热水冷却器的设计2.2 设计参数（1）处理能力 1.8×104 t/a热水。
（2）设备型式锯齿形板式换热器（3）操作条件①热水：入口温度90 ℃，出口温度50 ℃。
②冷却介质：循环水，入口温度32 ℃，出口温度40 ℃。
③允许压降：不大于105Pa。
④每年按330天计，每天24小时连续运行。
⑤建厂地址：湖南地区。
2.3 设计内容及要求2.3.1 首先计算定性温度，并查取定性温度下的物性数据热水：Tm=(90+50)/2=70℃冷却水：tm=(32+40)/2=36℃查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表2.3.2 计算热负荷ms1=1.8×107/(330×24)=2272.7kg/h=0.631kg/sQh=ms1×Cph （T1-T2）=0.631×4.187×（90-50）=105.7kw2.3.3 计算平均温差2.3.4 初估换热面积及初选板型对于热水与冷却水的换热，列管式换热器的K 值大约为850~1700W/m 2•℃，而板式换热器的K 值为列管式换热器的2~4倍，则可初估K 为2500 W/m 2•℃。
初估换热面积S= Qh ／(K ×Δtm)=105.7×103/(2500×31.32)=1.35m 2初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式换热器，其单通道流通截面积为0.00045m 2，有效单片传热面积0.10m 2。
()()112211*********.27120ln ln 10m T t T t t C T t T t ----∆===︒--逆C 32.3118/50ln 1850︒=-试选组装形式1011010.2⨯⨯-。
该式表示其公称换热面积为2.0m 2，热水的程数为1，每程的流道均为10；冷却水的程数为1，其流道为10。
因所选板型为混流，故可采用列管式换热器的温差校正系数： P=(t2-t1)/(T1-t1)=(40-32)/(90-32)=0.138R=(T1-T2)/(t2-t1)=(90-50)/(40-32)=5由于该点难以从图上读取，需进一步计算P'，R'以代替P ，R P'=PR=0.138×5=0.69 R'=1/R=0.2查单壳程的温差校正系数图，得φ=0.938Δtm'=φΔtm=0.938×31.32=29.38℃初估板式换热面积S= Qh ／(K ×Δtm')=105.7×103/(2500×29.38)=1.44 m 22.3.5 核算总传热系数K○1算热水侧的对流给热系数 热水在流道内的流速m/s 134.01000048.08.977/631.01=⨯=u 当量直径m m 0.100.522=⨯==δe D （δ为板片波纹高度，即板间距） 2.3227000406.08.977134.001.0Re 1111=⨯⨯==μρu D e 54526680000406041871111...λμc Pr p =⨯== 选用0.2m 2锯齿形波纹板片给热系数的计算公式14.045.017.0111)(Pr Re 18.0ωμμλαe D =C W/m 8.497195.0545.22.322701.0668.018.0245.07.01︒⋅=⨯⨯⨯⨯=α ○2算冷却水侧的对流给热系数 却水的质量流量()()()()3.16kg/s 3240417450904187631.012221112=-⨯-⨯⨯=--=t t c T T c m m p p s s冷却水在流道内的流速m/s 66.01000048.06.993/16.32=⨯=u3.9210000712.06.99366.001.0Re 2222=⨯⨯==μρu D e （在2850~14600之间）73246280000712041742222...λμc Pr p =⨯==3.0261.0222Pr Re 31.0eD λα=（适用于146002850~Re =） C W/m 1.8129732.43.921001.0628.031.023.061.02︒⋅=⨯⨯⨯=α ○3属板的热阻 拟选用板材为不锈钢(1Cr18Ni9Ti )，其导热系数λw =16.8W/m C ︒⋅，板的厚度估计为b =0.8mm ，则C/W m 000048.08.16108.023︒⋅=⨯=w bλ ○4污垢热阻 查化工原理课程设计书[4],得热水和循环冷水侧的污垢热阻分别为：表4-2 板式换热器污垢热阻Rd 范围C/W m 000034.0C/W m 000043.02c 2h ︒⋅=︒⋅=R R○5传热系数 CW/m 4.22261.81291000043.0000048.0000034.08.49711111122211︒⋅=++++=++++=αλαR b R K w2.3.6 计算传热面积S所需传热面积23,m 52.132.314.2226107.105=⨯⨯=∆='逆m t K Q S设备实际传热面积()()2m 9.11.01201.01=⨯-=⨯-=N S 安全系数%25%10052.152.19.1=⨯- 传热面积的裕度可满足工艺和安全的需要，故该换热器能够完成生产任务。