列管式冷却器设计课程设计

（封面）

XXXXXXX学院

列管式冷却器课程设计报告

题目：

院（系）：

专业班级：

学生姓名：

指导老师：

时间：年月日

目录

1、任务书 (3)

2、工艺生产流程线 (4)

2、流程及方案的说明和论证 (4)

3、换热器的设计计算及说明 (5)

4、主要符号表一 (5)

5、物性数据表二 (6)

6、设计核算 (8)

7、主要结构和计算结果表三 (13)

8、设计评价及讨论 (13)

9、参考文献 (14)

附图：主体设备结构图和花版设计图

一．任务书

一. 设计题目：

列管式冷却器设计

二. 设计任务：

将自选物料用河水冷却或自选热源加热至生产工艺所要求的温度

三. 设计条件：

/d；

1.处理能力：G=1200 t

物料

2.冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为20~350C；加热器用热水或水蒸气为热源，条件自选；

3.允许压降：不大于105Pa；

4.传热面积安全系数5～15％

5.每年按330天计，每天24小时连续运行。

四. 设计要求：

1.对确定的设计方案进行简要论述；

2.物料衡算、热量衡算；

3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸；

4.计算阻力；

5.选择合宜的列管换热器并运行核算；

6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构（3号或4号图纸）、花板布置图（3号图纸）；

7.编写设计说明书（包括：①.封面；②.目录；③.设计题目；④.流程示意图；⑤.流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。）

五. 设计进度安排：

期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码。专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。

1．工艺生产流程：

黄豆原料→分选→清洗→破碎→压榨→粗滤→澄清→精滤→调整混合→脱气→93℃杀菌→生产流动中自然冷却到90℃→浮头式换热器冷却到82℃→灌装→冷却→成品

2．流程及方案的说明和论证

2．1 设计方案的说明和论证

1.确定流程；

2.计算定性温度以确定物性数据；

3.计算热负荷；

4.按纯逆流计算平均传热温差，然后按单壳程多管程计算温度校正，如果温差校正系数小于0.8，应增加壳程数；

5.选择适当的总传热系数K以估算传热面积；

6.计算冷却水用量；

7.确定两流体流经管程或壳程，选定管程流体速度，由流速和流量估算单程管的管子根数，由管子根数和估算的传热面积，估算管子长度和直径，再由系列标准选用适当型号换热器。

9.传热管排列和分程方法；

10.计算壳体内径和折流板间距、折流板数；

11.计算壳程流体传热膜系数；

12.计算管程流体流速，若结果与前面设定的流速不接近，则要从头在设定一个速度，再开始算过，直到两者相互接近；

13.计算管内传热膜系数；

14.确定污垢热阻，计算总传热系数，如果相差较多，应重新估算；

15.壁温核算，结果如果大于50℃，要设置温差补偿装置；如果超过105Pa，则要从头开始再设数据算，直到结果不大于105Pa为止。17.计算传热面积安全系数，必须满足5％－15％的安全度，若不在此范围内，则要再改数据再试算，直到符合要求；

16.计算壳程接管内径，选取壳程流体进出口接管规格；

17.计算管程接管内径，选取管程流体进出口接管规格；

2．2 确定设计方案及流程

2．2．1 选择物料

本实验选择经过高温预杀菌后的豆浆作为热流体，选择没经过处理的河水作为冷流体.

2．2．2 确定两流体的进出口温度

热流体的进出口温度分别为900C、80℃；

冷流体的进出口温度分别是250C、30℃。

2．3．3 确定流程

由于豆浆较易结垢，对流传热系数较大，若流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的传热速率下降，同时，为便于清洗污垢，热流体豆浆应该走管程，冷流体应走壳程。

2．3．4 换热器类型的选择

从两流体的温度来看，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，由于其进口温度会降低，估计该换热器的管壁温之差较大，因此初步确定选用浮头式式换热器。

3．设计计算及说明

3．1 设计符号说明

3．2 确定物性数据

3．2．1 定性温度

壳程豆浆的定性温度为：

Tm=(90+80)/2=85 ℃管程流体的定性温度为：

Tm=(25+30)/2=27.5 ℃3．2．2 豆浆与选用河水的物性数据

3．2．3 估算传热面积 （1）热负荷

6

41.21004300// 5.010/24

i m t d kg h kg h ⨯=⨯=

=⨯ 46

, 5.010 4.01(9080) 2.010/i i p i i Q mc t kJ h =∆=⨯⨯⨯-=⨯

Q i ——热负荷，/kJ h ；

M i ——热流体的流量，kg/h ； ∆t i ——热流体的温度差，℃

c ρ,i ——热流体的黏度，kJ/kg ·℃。 （2）平均传热温度 按逆流计算得 2121

6550

57.765

ln ln

50m t t t t t ∆-∆-∆=

==∆∆℃ ∆t 1，∆t 2——分别是换热器两端冷热流体的温差

（3）传热面积

假设K=535w/m 2·℃，则估算的传热面积为：

6

22.010********.7

i Q S m K t ⨯===∆⨯

（4）冷却水用量

6

4, 2.0109.5810/4.176(3025)i o p o o Q m kg h c t ⨯===⨯∆⨯-

∆t o ——冷流体的温度差，℃ c p,o ——冷流体热容，kJ/kg ·℃ 3．3 工艺结构尺寸 3．3．1 径和管内流速

选用管径为ф25×2.5较高级传热管， 取管内流速u i =1.6 m/ s 。 3．3．2 管程数和传热管数

根