壳管式冷凝器课程设计
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计食品工程原理是指在食品加工和生产的过程中，运用物理学、化学、生物学以及数学等相关知识来解决有关食品生产问题的一门学科。
在食品工程学科中，管壳式冷凝器是一个非常重要的设备。
它常常被用于蒸馏、干燥、蒸发等过程中的抽取热量。
在食品加工行业中，它也被广泛应用于不同的设备中，如蒸发器、干燥器、酸奶制作机等。
本文的主要目的是论述关于食品工程原理课程设计中，如何设计管壳式冷凝器的问题。
一、管壳式冷凝器的基本构造管壳式冷凝器由三个主要部分组成：外壳、管子和管板。
外壳是一个像壳一样的容器，通常由不锈钢制成。
管子则是通过外壳中央的排气管道而进入外壳内的管道。
管子周围的管板则通过外壳上的挂脚与外壳相连接。
管壳式冷凝器的原理是：经过外壳的流体在管子中通过，从而产生热效应。
这时，冷却介质通过外壳周围的管板中，将产生的热量带走。
二、管壳式冷凝器的基本原理管壳式冷凝器的原理是通过将热量从一个流体传递到另一个流体实现的。
热量从热源传递到管子中。
当冷却流体进入冷凝器后，它通过管板中的蒸发器材料，将热量带走。
通常情况下，管子中的流体产生的热量比管板中带走的热量多，这是由于管子内的流体量较大。
通过管壳式冷凝器，热量的流动得到了良好的控制，从而实现了将流体中的热量传递到另一个流体的目的。
三、管壳式冷凝器设计的左右管壳式冷凝器的设计需要加以考虑。
主要的考虑因素包括传热系数、传热面积、流态和管子的材料等。
选择正确的材料以及选择正确的流态和传热面积可以使冷凝器达到更好的效果。
在设计过程中，应考虑流体的粘度、密度、热导率等参数来进行优化。
传热系数是衡量冷凝器传热性能的重要参数。
在设计过程中，我们需要了解管子的材料、壁厚、直径等参数，并结合相应的计算公式进行详细分析和计算。
四、管壳式冷凝器的应用管壳式冷凝器是一种非常重要的设备，被广泛应用于高粘度液体、低温盐类制品和其他复杂的液体处理过程。
正常情况下，管壳式冷凝器能够承受高温和高压的流体。
106kW水冷式管壳冷凝器 设计说明书.
课程设计课程名称热交换器课程设计题目名称 106kW水冷式冷凝器学生学院材料与能源学院专业班级热能与动力工程（制冷与空调方向）09011班学号3109007330学生姓名陈桂福指导教师王长宏2012年7月5日广东工业大学课程设计任务书题目名称106KW 水冷式冷凝器 学生学院材料与能源学院 专业班级热能与动力工程 制冷0901班 姓 名陈桂福 学 号 3109007330一、课程设计的内容设计一台冷库用冷凝器。
冷凝器热负荷k Q =106KW ，冷凝温度k t ＝40℃，制冷剂为R22。
冷却水进出口温度分别为：进口温度2t '＝32℃，出口温度2t ''＝36℃。
二、课程设计的要求与数据1）学生在教师指导下独立完成设计。
2）换热器设计要结构合理，设计计算正确。
3）图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标注规范，用计算机绘图。
4）说明书要求：文字要求：文字通顺，语言流畅，书写工整，层次分明，用计算机打印。
格式要求：（1）课程设计封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）正文，包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及阻力计算等设计过程；对所设计的换热器总体结构的讨论分析；心得体会等；（6）参考文献三、课程设计应完成的工作1）按照设计计算结果，编写详细设计说明书1份；2）绘制换热器的装配图1张，拆画零件图1～2张。
四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1] 吴业正. 制冷原理及设备（第2版）[M]. 西安：西安交通大学出版社,1998.[2] 吴业正.小型制冷装置设计指导[M].北京：机械工业出版社,1999.[3] 史美中,王中铮.热交换器原理与设计[M].南京：东南大学出版社，2003.[4] 余建祖.换热器原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.[5] 杨世铭，陶文铨.传热学（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，2006.[6] 中华人民共和国国家标准－管壳式换热器（GB151－1999）.[7] 其它设计资料：包括各种换热器设计标准、制冷工程设计手册、制冷设备手册、制冷机工艺等相关资料.发出任务书日期：2012年 6 月 25日指导教师签名：计划完成日期： 2012年 7月6 日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：设 计 总 说 明本课程设计是设计一个热负荷为106kW 的水冷式管壳冷凝器。
管壳式冷凝器设计说明书
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2.制冷剂的选择
工业上已采用的制冷剂很多，目前常用的有 氨（NH3）、氟利昂-12（CF2Cl2）、氟利昂-22 （CHF2Cl）等。氨是应用较广的中温制冷剂，有 较好的热力学性质和热物理性质，在常温和普通低 温范围内压力比较适中，单位容积制冷量大，在相 同制冷量的情况下，系统中的制冷剂循环量较少， 氨粘性小，流动阻力小，创热性能好，在制冷系统 中不会出现冰塞现象。虽然氨对人体有较大的毒性 ，氨确实具有强烈刺激臭味，正是由于这样，所以 极容易被检验出来，反而成为安全的保证。而且从 环境保护角度看，氨比氟利昂制冷剂优越很多。所 以选择氨作为制冷剂。
由于冷凝器的长径比有一定要求，一般L/D=3～8。若按单程设计L太长，超过上述长径比时，一般可采用多 管程解决。管程数为m，则 式中：L——按单程计算的管长，m； l——选定的每程管长，m；考虑到管材的合理利用，按管材一般出厂规格为6m长，故取l=6m。 采用12管程后，冷凝器的总管数为：
式中：D——壳体内径，mm； a——管心距，mm，a=48mm； b——最外层的六角形对角线（或同心圆直径）上的管数，查表可得b=27； e——六角形最外层管子中心到壳体内壁的距离。一般取，选取。
式中：s——外壳壁厚，cm； P——操作时的之内压力，（表压）；以tk为定性温度，由压焓图可查得：P绝对＝1.605×106Pa=160.5 N/cm2， 则：P表压＝160.5-10.1＝150.4 N/cm2。 ——材料的许用应力，钢管的=9810N/cm2； ——焊缝系数，采用双面焊缝=0.85 C——腐蚀裕度，其值在（0.1～0.8）cm之间，根据流体的腐蚀性而定；由于氨腐蚀性相对强一点，取C=0.7cm ——外壳内径，壳径的计算值应圆整到最靠近的颁布标准尺寸， 即=1400mm=140cm 即设计的外壳壁厚大于最小壁厚，符合要求。 同时，冷凝器的长径比L/D=6000/1420=4.23，符合L/D=3～8的要求。
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计班级：姓名：学号：设计时间目录（一）设计任务书 (3)（二）设计方案的确定 (3)（三）冷凝器的选型计算 (4)（四）核算安全系数 (6)（五）列管式换热器零部件的设计 (8)（六）设计概要表 (10)（七）主体设备结构图 (10)（八）设计评价与讨论 (11)（九）参考文献 (11)（一）食品科学与工程设计任务书一、设计题目：列管式冷却器设计二、设计任务：将制冷压缩机压缩后制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。
三、设计条件：1、冷库冷负荷Q0=3000KW；2、高温库，工作温度0～4℃，采用回热循环；3、冷凝器用河水为冷却剂，可取进水温度为13~26℃；4、传热面积安全系数5～15%。
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. 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。
）6.绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的的结构（3号图纸）、花板布置图（3号或4号图纸）。
备注：参考文献格式：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。
（二）设计方案的确定设计方案的确定包括制冷剂的选择、冷凝器型式的选择、流体流入冷凝器空间的选择、冷却剂的选择及其进出口温度的确定等。
一、 冷凝器造型与冷凝剂的选择选择卧式壳管式冷凝器（管束采用光滑钢管）、R717(氨气)做冷凝剂，原因有： 1. 卧式壳管式结构紧凑、传热效果好、冷却水进出口温差大，耗水量小。
2. 氨气较氟利昂环保，其卧式壳管冷凝器的传热性能也比氟利昂高。
以氨作为制冷剂，能制取0℃以下的低温；维修简单、操作方便、易于管理；氨价格低廉，来源充足；对大气臭氧层无破坏作用；钢材及冷却水消耗量大；热力系数较低。
食品工程原理课程设计_管壳式冷凝器设计汇总
目录食品工程原理课程设计任务书 (1)流程示意图 (2)设计方案的确定及说明 (3)设计方案的计算及说明（包括校核） (5)设计结果主要参数表 (13)主要符号表 (13)设计评价及问题讨论 (15)参考文献 (16)一食品工程原理课程设计任务书一．设计题目管壳式冷凝器设计．二．设计任务：将制冷压缩机压缩后的制冷剂（F-22，氨等）过热蒸汽冷却，冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。
三．设计条件:1.冷库冷负荷Q0=学生学号最后2位数*100（kw）；2.高温库，工作温度0～4℃。
采用回热循环；3.冷凝器用河水为冷却剂, 每班分别可取进口水温度15℃4.传热面积安全系数5%～15%。
四．设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述；2.物料衡算，热量衡算；3.确定管式冷凝器的主要结构尺寸；4.计算阻力；5.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（包括校核）；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。
）6.绘制工艺流程图,管壳式冷凝器的装配图A3纸一张。
二、流程示意图流程图说明：本制冷循环选用卧式管壳式冷凝器，选用氨作制冷剂，采用回热循环，共分为4个阶段，分别是压缩、冷凝、膨胀、蒸发。
1→2由蒸发器内所产生的低压低温蒸汽被压缩机吸入压缩机气缸，经压缩后温度升高；2→3高温高压的F—22蒸汽进入冷凝器；F—22蒸汽在冷凝器中受冷却水的冷却，放出热量后由气体变成液态氨。
4→4’液态F—22不断贮存在贮氨器中；4’→5使用时F—22液经膨胀阀作用后其压力、温度降低，并进入蒸发器；5→1低压的F—22蒸汽在蒸发器中不断的吸收周围的热量而汽化，然后又被压缩机吸入，从而形成一个循环。
5’→1是一个回热循环。
本实验采用卧式壳管式冷凝器，其具有结构紧凑，传热效果好等特点。
所设计的卧式管壳式冷凝器采用管内多程式结构，冷却水走管程，F—22蒸汽走壳程。
111kW水冷式管壳冷凝器_设计说明书
课程设计课程名称热交换器课程设计题目名称111kW 水冷式冷凝器学生学院____ 专业班级学号_______________学生姓名________________指导教师 _________________ 2012年07月05日课程设计任务书一、课程设计的内容设计一台冷库用冷凝器。
冷凝器热负荷 Q k=111kW冷凝温度t k = 40C,制冷剂为R22冷却水进出口温度分别为：进口温度t2 = 32C,出口温度t2 = 36C。
二、课程设计的要求与数据1）学生在教师指导下独立完成设计。
2）换热器设计要结构合理，设计计算正确。
3）图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标注规范，用计算机绘图。
4）说明书要求：文字要求：文字通顺，语言流畅，书写工整，层次分明，用计算机打印。
格式要求：（1）课程设计封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）正文，包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及阻力计算等设计过程；对所设计的换热器总体结构的讨论分析；心得体会等；（6）参考文献三、课程设计应完成的工作1）按照设计计算结果，编写详细设计说明书1份;2）绘制换热器的装配图1张，拆画零件图1〜2张四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1]吴业正•制冷原理及设备（第2版）[M].西安：西安交通大学出版社，1998.[2]吴业正.小型制冷装置设计指导[M].北京：机械工业出版社，1999.[3]史美中,王中铮.热交换器原理与设计[M].南京：东南大学出版社，2003.[4]余建祖.换热器原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.⑸ 杨世铭，陶文铨.传热学（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006.⑹ 中华人民共和国国家标准一管壳式换热器（GB15J 1999）.[7]其它设计资料：包括各种换热器设计标准、制冷工程设计手册、制冷设备手册、制冷机工艺等相关资料.发出任务书日期：2012年6月25日指导教师签名:计划完成日期：2012年7月06日基层教学单位责任人签章:主管院长签章:设计总说明本课程设计是设计一个热负荷为111kW的水冷式管壳冷凝器。
kW水冷式管壳冷凝器设计说明书
课程设计课程名称热互换器课程设计题目名称106kW 水冷式冷凝器学生学院资料与能源学院专业班级热能与动力工程（制冷与空调方向）09011 班学号30学生姓名陈桂福指导教师王长宏2012年7月5日广东工业大学课程设计任务书题目名称学生学院专业班级姓名学号106KW 水冷式冷凝器资料与能源学院热能与动力工程制冷 0901 班陈桂福30一、课程设计的内容设计一台冷库用冷凝器。
冷凝器热负荷Q k=106KW，冷凝温度 t k＝40℃，制冷剂为 R22。
冷却水出进口温度分别为：进口温度t 2＝32℃，出口温度 t 2＝36℃。
二、课程设计的要求与数据1）学生在教师指导下独立达成设计。
2）换热器设计要构造合理，设计计算正确。
3）图纸要求：图面整齐、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标明规范，用计算机画图。
4）说明书要求：文字要求：文字通畅，语言流利，书写工整，有条有理，用计算机打印。
格式要求：（1）课程设计封面；（2）任务书；（3）纲要；（ 4）目录；（ 5）正文，包含设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器构造尺寸计算部署及阻力计算等设计过程；对所设计的换热器整体构造的议论剖析；心得领会等；（6）参照文件三、课程设计应达成的工作1）依照设计计算结果，编写详尽设计说明书 1 份；2）绘制换热器的装置图 1 张，拆画零件图1～2 张。
四、课程设计进度安排序号设计各阶段内容地址起止日期学生疏组；部署任务；依据设计任务采集有关的1原始资料，并选定热互换器的型式等。
指定教室进行换热器设计计算（包含传热计算、构造计算、流动阻力计算和强度计算等）宿舍编写设计说明书（严格依照广东工业大学课程设计说明书撰写规范编写）宿舍绘制换热器装置图 1 张；拆画零件图1～2 张宿舍设计辩论及成绩评定指定教室五、应采集的资料及主要参照文件[1] 吴业正 . 制冷原理及设施（第 2 版） [M].西安：西安交通大学第一版社,1998.[2]吴业正 .小型制冷装置设计指导 [M]. 北京：机械工业第一版社 ,1999.[3]史美中 ,王中铮 .热互换器原理与设计 [M]. 南京：东南大学第一版社，2003.[4]余建祖 .换热器原理与设计 [M]. 北京：北京航空航天大学第一版社，2006.[5]杨世铭，陶文铨 .传热学（第四版） [M]. 北京：高等教育第一版社， 2006.[6]中华人民共和国国家标准－管壳式换热器（GB151－ 1999） .[7]其余设计资料：包含各样换热器设计标准、制冷工程设计手册、制冷设施手册、制冷机工艺等有关资料 .发出任务书日期： 2012 年 6 月 25 日指导教师署名：计划达成日期：2012 年 7 月 6 日基层教课单位责任人签章：主管院长签章：设计总说明本课程设计是设计一个热负荷为 106kW 的水冷式管壳冷凝器。
《卧式壳管式冷凝器设计》-支持高清浏览-文档
氟利昂卧式壳管式冷凝器壳体的常用厚度为6—8mm。
(3)端盖 端盖多为灰口铸铁， 亦可用钢板冲压焊制而成 。端盖内侧 的若干筋板将其分成若干水胶， 两端盖的水腔应互相配合以便冷却 水在管内往返流动 。冷却水的进出口通常在一个端盖上， 进口布置 在下方， 出口布置在上方， 冷却水往返流动的沥程数为偶数， 且一 般不大于8。
图3—2为氟利昂卧式壳管式冷凝器的整体结构图
3． L 2 卧式壳管式冷凝器的零部件及其设计 (1)传热管、传热管的布置及与管板的固定方式在氟利昂卧式壳
管式冷凝器户较为适宜使用的低翅片管
是采用 l6mmx1.5mnl和 19mm×
1.5mm的紫铜管坯管轧制而成， 轧制后， 其内径一般小于坯管内径。 另一种传热管是锯齿管， 系车制而成， 其扭距较滚轧而成的低翅片管更密， 翅片外沿开有锯齿形缺口， 锯齿管 内径与原坯管内径相同。 低翅片管的每米管长各有关面积按下列各式计算 每米管长翅顶面积 (单位为 ／m)
3． 2． 4 氟利昂用卧式壳管式冷凝器的传热方程及传热面积计算 采用逐步逼近法解联立方程组式(3—6)和式(3—7)， 即假定一 个 ， 分别计算式(3—6)和式(3—7)的 ， 可将计其结果列表， 如表3—13所示。
当两式 误差不大丁3％时， 可认为符合要求， 然后将试凑计算最 终所得 与冷凝器初步结构设计时假定的物进行比较， 若误差不 大于15％且计算值稍大于假定值， 可认为原假定疽及初步结构设计 合理， 最后即可由下式计算所需的管外传热面积Ad(单位为m’)
3.2 卧式壳管式冷凝器的传热计算 3.2. 1 氟利昂蒸气在滚轧低翅片管外表面上凝结时表面 传热系数 的计算
食工原理课程设计-管壳式冷凝器设计
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计设计任务书华南农业大学食品学院食品工程原理课程设计任务书一、设计题目：管壳式冷凝器设计。
二、设计任务：将制冷压缩机压缩后的制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。
三、设计条件：1．冷库冷负荷Q=学生学号最后2位数×100（kw）；2．高温库,工作温度0~4℃,采用回热循环。
3．冷凝器用河水为冷却剂，每班分别可取进口水温度:21~25℃(1班)、6~10℃(2班)、11~15℃(3班)、16~20℃(4班)、1~5℃(5班)。
4．传热面积安全系数5~15%。
四、设计要求：1．对确定的工艺流程进行简要论述；2．物料衡算、热量衡算；3. 确定管壳式冷凝器的主要结构尺寸；4. 计算阻力；5. 编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务书）；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（包括校核）；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。
)；6. 绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的结构图（3号图纸）、及花板布置图（3号或4号图纸）。
目 录1 前言 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 文献综述 (3)2 工艺说明及流程示意图 (3)2.1 工艺说明 (3)2.2 流程示意图 (3)3 设计方案的确定 (4)3.1 制冷剂的选择 (4)3.2 冷却剂的选择 (4)3.3 液体流入冷凝器空间的选择 (4)3.4 液速的选择 (4)3.5 冷却剂适宜出口温度的确定 (5)3.6 蒸发温度、冷库温度、制冷剂蒸发温度、冷凝温度确定 (5)4 设计计算及说明 (5)4.1 冷凝器型式的选择 (5)4.2 冷凝器的选型计算 (6)4.2.1 冷凝器的热负荷 (6)4.2.2 冷凝器的传热面积计算 (6)4.2.3 冷凝器冷却水用量 (7)4.3 管数、管程数和管束的分程、管子的排列 (7)4.3.1 管数 (7)4.3.2 管程数 (7)4.3.3 管束的分程、管子在管板上的排列方式 (8)4.3.4 管心距及偏转角 (8)4.4 壳体直径、壳体厚度计算 (8)4.4.1 壳体直径 (8)4.4.2 壳体厚度的计算 (8)4.5 计算校核 (9)4.5.1 实际流速 (9)4.5.2流体雷诺数及流体类型 (9)4.5.3传热系数K (9)4.5.3.1 管内冷却水的传热系数)(i a (9)4.5.3.2 管外制冷剂冷凝膜系数)(0a (10)4.5.3.3 以管内表面积为基准的Ki (10)4.5.4 传热面积计算及安全系数计算 (11)4.5.5 冷凝器的阻力 (11)4.4.6 回热的判断及热量衡算 (12)5 设计结果概要表 (13)6 设计评价及问题讨论 (13)6.1 设计评价 (13)6.2 设计问题及讨论 (14)6.2.1 设计问题 (14)6.2.2 问题讨论 (14)参 考 文 献 (15)附录 (15)1 前言1.1 设计意义食品工程原理作为食品科学与工程的最重要的专业课之一，学生要非常熟悉，并掌握其中的原理及懂得如何应用。
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计食品工程原理课程设计是一个旨在探索食品加工与生产过程中的原理和技术的课程。
在该课程中，学生需要运用所学理论知识，设计出一个实用的管壳式冷凝器。
本文将从以下几个方面分析管壳式冷凝器的设计原理和实现方法。
一、管壳式冷凝器的设计原理管壳式冷凝器是一种非常常用的工业冷却设备，它的工作原理是通过在冷凝器中传递液体或气体，利用内部的导热管和外部壳体之间的热传递来将热量散发到空气中。
这样一来，就可以将原本高温高压的气体或液体冷却下来，使其凝结为更易处理的状态。
在管壳式冷凝器中，内部的管道起到传导热量的作用。
管道中通常采用贯通壳体的不锈钢管或铜管，管子的内壁通常涂有传热面积扩大剂，如红砖、玻璃等，以提高热交换效率。
壳体通常是由硅铁板或钢板制成的圆筒形结构，它的作用是防止外部的空气流入到管道内，减少热量损失。
二、管壳式冷凝器的设计实现在管壳式冷凝器的设计过程中，需要考虑到以下因素：1、冷凝器的材料选择。
管道和壳体的材料必须耐腐蚀、传热效率高、强度足够，以保证冷凝器的长期使用。
铜是一种常用的材料，这是因为它既有良好的导热性又具有较高的抗腐蚀能力。
2、冷却水的选择。
管壳式冷凝器一般采用水循环的方式降温，所以冷却水的温度和流量关系着整个冷凝器的效率。
3、冷凝器的设计参数。
考虑到水的流量及温度，以及内部管道的长度和直径、开孔面积等，设计出适当的流道结构，以保证冷凝时间和能量损耗的均衡。
特别地，在实际应用中，因为气体的理化性质不同，所以不同的气体需要采用不同的流率和流体分布结构。
三、管壳式冷凝器的设计过程中需要注意的问题1、在冷凝器的设计过程中需要充分考虑到安全和环保问题，材料的选择必须符合国家标准。
2、在进行管壳式冷凝器的设计时，需要根据使用的要求和条件进行冷却水的选择和调整，以保证冷凝器的正常工作。
3、在选择冷凝器的时候，需要考虑到其附加品质，例如保温、防震、防止管道的磨损等等。
4、要给冷凝器准确的使用说明，并定期进行维护保养，以延长冷却器的寿命。
管壳式冷凝器设计说明书
管壳式冷凝器设计说明书1．设计题目及设计内容 (2)1.1设计题目： 176kW 水冷式冷水机组设计 (2)1.2设计内容： (2)2 设计计算 (2)2.1确定制冷剂及相关工况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1...2.2热力计算 (2)2.1.1制冷剂的流量及 EER计算 (2)2.1.2.......................................................................................................... 冷媒水流量32.3 传热计算 (4)2.3.1.......................................................................................................... 选管 4 2.3.2.......................................................................................................... 污垢热阻确定 52.3.3冷凝器结构初步规划⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..5 2.3.4.......................................................................................................... 管内换热系数的计算 (6)2.3.5.......................................................................................................... 管外换热系数的计算 (6)2.3.6传热系数K0计算 (7)2.3.7 传热面积和管长确定 (7)2.4 流动阻力计算 (8)3．结构计算 (8)3.1壳体设计 (8)3.2端盖设计 (8)3.3管板设计 (8)3.4分程隔板 (9)3.5连接管 (9)4．换热器总体结构讨论分析 (10)5．设计心得体会 (10)6．参考文献 (11)1．设计题目及设计内容1.1设计题目：176kW 水冷式冷水机组设计1.2设计内容：（ 1）设计冷量176Kw，根据中央空调工况（冷水出口7℃，冷却水入口温度30℃）进行制冷系统热力计算；选配中央空调螺杆式制冷压缩机；机组性能符合能效限定值。
食品工程原理课程设计-管壳式冷凝器设计(16)
管壳式冷凝器设计姓名：班级：学号：学院：目录设计题目 (2)流程示意图 (2)流程及方案的说明和论证 (2)设计方案的计算及说明（包括校核） (4)主体设备结构图 (9)设计结果概要表 (9)设计的评价及问题讨论 (10)参考文献 (11)一．设计题目：管壳式冷凝器设计．二．流程示意图流程图说明：本制冷循环选用卧式管壳式冷凝器，选用氨作制冷剂，采用回热循环，共分为4个阶段，分别是压缩、冷凝、膨胀、蒸发。
1 2 由蒸发器内所产生的低压低温蒸汽被压缩机吸入压缩机气缸，经压缩后温度升高；2 3 高温高压的F—22蒸汽进入冷凝器；F—22蒸汽在冷凝器中受冷却水的冷却，放出热量后由气体变成液态氨。
4 4’ 液态F—22不断贮存在贮氨器中；4’ 5 使用时F—22液经膨胀阀作用后其压力、温度降低，并进入蒸发器；5 1 低压的F—22蒸汽在蒸发器中不断的吸收周围的热量而汽化，然后又被压缩机吸入，从而形成一个循环。
5’1是一个回热循环。
本实验采用卧式壳管式冷凝器，其具有结构紧凑，传热效果好等特点。
所设计的卧式管壳式冷凝器采用管内多程式结构，冷却水走管程，F—22蒸汽走壳程。
采用多管程排列，加大传热膜系数，增大进，出口水的温差，减少冷却水的用量。
三．流程及方案的说明和论证1·流体流入空间的选择本设计采用河水为冷却剂，河水比较脏和硬度较高，受热后容易结垢。
同时，氨走壳程也便于散热，从而减少冷却水的用量。
因此，为方便清洗和提高热交换率，冷却水应走管程，氨制冷剂应走壳程。
2·流速的选择查得列管换热器管内水的流速，管程为～3m/s，壳程～s[2]；根据本设计制冷剂和冷却剂的性质，综合考虑冷却效率和操作费用，本方案选择流速为s。
3·冷却剂适宜温度的确定及制冷剂蒸发温度，冷凝温度，过热温度和过冷温度。
本设计冷却剂的进口温度为25～28℃[2]，可取为26℃。
而一般卧式管壳式冷凝器冷却剂的进出口的温度之差为4～10℃，本方案取为6℃，所以出口温度为32℃。
08环工01 化工原理课程设计之冷凝器课程设计
目录课程设计任务 (3)第一章前言 (4)第二章概述 (5)2.1冷凝的目的 (5)2.2冷凝器的类型 (5)2.2.1立式壳管式冷凝器 (5)2.2.2卧式壳管式冷凝器 (5)2.3设计方案的确定 (6)第三章设计计算 (8)3.1初选结构 (8)3.1.1 物性参数 (8)3.1.2设Ko 初选设备 (9)3.2传热计算 (10)3.2.1管程换热系数α2 (10)3.2.2 壳程传热热系数α1 (11)3.2.3污垢热阻与传导热阻 (11)3.2.4 校核传热 (11)3.3 压降计算 (12)3.3.1管程压降计算 (12)3.3.2壳程压降计算 (12)第四章结构设计 (13)4.1 冷凝器的安装与组合 (13)4.2管子设计 (13)4.3 管间距（S）的设计 (14)4.3.1管子在管板上的固定 (14)4.3.2管间距 (14)4.4管板设计 (14)4.5 壳体的厚度计算 (15)4.6 封头设计 (15)4.7 管程进出口管设计 (15)4.7.1进出口管径设计 (15)4.7.2位置设计 (15)4.8 壳程进出口管设计 (15)4.8.1出口管径（冷凝液） (15)4.8.2蒸汽入口管径的设计 (15)4.8.3位置设计 (16)4.9法兰 (16)4.10支座 (16)4.11其它 (16)第五章设计小结 (17)致谢 (18)参考文献 (18)课程设计任务：设计题目：乙醇=水精馏塔塔顶产品全凝器设计条件：处理量： 6 万吨／年产品浓度：含乙醇 95％操作压力：常压冷却介质：水压力： P= 303.9kPa水进口温度： 30o C水出口温度： 40o C第一章前言课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节。
它要求学生利用课程理论知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成指定的化工设计任务，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。
卧式壳管式冷凝器设计课件
3．1．3 卧式壳管式冷凝器的初步结构设计
1）选取热流密度 (单位为w／m2)，确定传热管总长L(单位为m)
2)根据冷凝器长径比
的合理范围确定流程数N、每流程管数z
有效单管长L(单位为m）及壳体内径 (单位为m)
当冷凝温度介于表3—6中任意两个冷凝温度之间时．冷凝压力应 按相邻的较高冷凝温度确定，当冷凝温度高于65度时，则最高冷凝 温度按实际可能达到的温度确定。
氟利昂卧式壳管式冷凝器壳体的常用厚度为6—8mm。
(3)端盖 端盖多为灰口铸铁，亦可用钢板冲压焊制而成。端盖内侧 的若干筋板将其分成若干水胶，两端盖的水腔应互相配合以便冷却 水在管内往返流动。冷却水的进出口通常在一个端盖上，进口布置 在下方，出口布置在上方，冷却水往返流动的沥程数为偶数，且一 般不大于8。
4)支座 : 小型制冷装置用卧式壳管式冷凝的支座一般采用如图3—9
所示结构形式。表3—9列出不同壳体外径 的冷凝器所对应的支
座尺寸。支座在冷凝器中的位置可按下列要求确定：若冷凝器主体
部分的长度(两管板外侧端面间的距离)为 ,壳体平均直径为 ，
支座钢板厚度中线处与管板外侧的距离为s，则支座的位置应保证
图3—2为氟利昂卧式壳管式冷凝器的整体结构图
3．L 2 卧式壳管式冷凝器的零部件及其设计 (1)传热管、传热管的布置及与管板的固定方式在氟利昂卧式壳
管式冷凝器户较为适宜使用的低翅片管 是采用 l6mmx1.5mnl和 19mm× 1.5mm的紫铜管坯管轧制而成， 轧制后，其内径一般小于坯管内径。 另一种传热管是锯齿管，系车制而成， 其扭距较滚轧而成的低翅片管更密， 翅片外沿开有锯齿形缺口，锯齿管 内径与原坯管内径相同。 低翅片管的每米管长各有关面积按下列各式计算 每米管长翅顶面积 (单位为 ／m)
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计样本
目录食品工程原理课程设计任务书 (2)流程示意图 (3)设计方案拟定及阐明 (4)设计方案计算及阐明（涉及校核） (5)设计成果重要参数表 (10)重要符号表 (11)主体设备构造图 (11)设计评价及问题讨论 (12)参照文献 (12)一食品工程原理课程设计任务书设计题目: 管壳式冷凝器设计.二. 设计任务: 将制冷压缩机压缩后制冷剂（F-22, 氨等）过热蒸汽冷却, 冷凝为过冷液体, 送去冷库蒸发器使用。
三. 设计条件: 1.冷库冷负荷Q0=学生学号最后2位数*100（kw）；2.高温库, 工作温度0～4℃。
采用回热循环；3.冷凝器用河水为冷却剂, 每班分别可取进口水温度：17～20℃（1班）、21～24℃（2班）、25～28℃（3班）、13～16℃（4班）、9～12℃（5班）、5～8℃（6班）；4.传热面积安全系数5%～15%。
四. 设计规定: 1.对拟定工艺流程进行简要阐述；2.物料衡算, 热量衡算；3.拟定管式冷凝器重要构造尺寸；4.计算阻力；5.编写设计阐明书（涉及: ①封面；②目录；③设计题目；④流程示意图；⑤流程及方案阐明和论证；⑥设计计算及阐明（涉及校核）；⑦主体设备构造图；⑧设计成果概要表；⑨对设计评价及问题讨论；⑩参照文献。
）6.绘制工艺流程图,管壳式冷凝器构造图（3号图纸）、及花板布置图（3号或者4号图纸）。
二、流程示意图流程图阐明:本制冷循环选用卧式管壳式冷凝器, 选用氨作制冷剂, 采用回热循环, 共分为4个阶段, 分别是压缩、冷凝、膨胀、蒸发。
1 2 由蒸发器内所产生低压低温蒸汽被压缩机吸入压缩机气缸, 经压缩后温度升高；2 3 高温高压F—22蒸汽进入冷凝器；F—22蒸汽在冷凝器中受冷却水冷却, 放出热量后由气体变成液态氨。
4 4’ 液态F—22不断贮存在贮氨器中；4’ 5 使用时F—22液经膨胀阀作用后其压力、温度减少, 并进入蒸发器；5 1 低压F—22蒸汽在蒸发器中不断吸取周边热量而汽化, 然后又被压缩机吸入, 从而形成一种循环。
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各专业全套优秀毕业设计图纸壳管式冷凝器课程设计第一部分：一：设计任务：用制冷量为KW 6.273的水冷螺杆式冷水机组，制冷剂选用a R 134，蒸发器形式采用冷却液体载冷剂的卧式蒸发器，冷凝器采用卧式壳管式。
二：工况确定 1：冷凝温度k t 确定：冷却水进口温度c t w ︒=321，出口温度c t w ︒=372，冷凝温度k t ：由c t t t m k ︒=++=++=405.523732221θ。
2：蒸发温度0t 确定:冷冻水进口温度c t s ︒=121，出口温度c t s ︒=72，蒸发温度0t ：由c t t t m s s ︒=-+=-+=25.727122210θ。
3：吸气温度c ︒7，采用热力膨胀阀时，蒸发器出口温度气体过热度为c ︒-53。
过冷度为c ︒5，单级压缩机系统中，一般取过冷度为c ︒5。
三：热力计算：1： 热力计算：制冷循环热力状态参数经过查制冷剂的参数可知，作表格如下：2热力计算性能（1）单位质量制冷量o q15424940351=-=-=hh q Kg KJ（2）单位理论功o w65.2440365.4271'20=-=-=h h w s Kg KJ（3）制冷循环质量流量m qs Kg qQ q m517.11546.2330===（4）实际输气量vs qs m v q qmvs/1.0066.0517.131=⨯=⋅=（5）输气系数λ：取压缩机的输气系数为 （6）压缩机理论输气量vh qs m qqvsvh3133.075.01.0===λ（7）压缩机理论功率o pKw wq p m4.3765.24517.10=⨯=⋅=(8)压缩机指示功率i pKw iip p 4485.04.370===η（9）制冷系数及热力完善度 理论制冷系数：25.665.24154000===w q ε 实际制冷系数：78.4449.06.2330=⨯===i m m i s p Q ηηεε 卡诺循环制冷系数：24.715.27515.31315.27500=-=-=T T T K c ε故热力完善度为：66.024.778.4===c s εεη （10）冷凝器热负荷 由=-+=is h h h h η1212kg kJ /432，则kg kJ h h q Q m k /268)255432(517.1)(32=-=-=（11）压缩机的输入电功率 由kw w q p motm om 3.4886.09.065.24517.1=⨯⨯==ηη，取86.0,9.0==mot m ηη（12）能效比 p Q EER 0=836.43.486.233== 循环的热力计算如下：3.压缩机的选型在制冷系统中，压缩机起到非常大的作用。
它是整个系统运行的心脏，带动整个系统的正常运行。
压缩机的作用主要是：从蒸发器中吸出蒸汽，以保证蒸发器内一定的蒸发压力；提高压力（压缩），以创造在较高温度下冷凝的条件；输送制冷剂，使制冷剂完成制冷循环。
制冷系统所需要的制冷量Q0=,需要选配制冷压缩机。
压缩机的种类很多，可分两大类—容积式和速度型。
容积式压缩机是靠工作腔容积改变实现吸气、压缩、排气等过程。
这类压缩机又分往复式和回转式压缩机。
往复式又称活塞式。
速度型压缩机是靠旋转的叶轮对蒸汽做功，使压力升高以完成蒸汽的输送，这类压缩机又分离心式和轴流式。
活塞式压缩机是问世最早的一种机型，至今已发展到几乎完善的程度，由于其压力范围大，能够适合较广的能量范围，有高速，多缸能量可调，热效率高，适用多种制冷制等优点。
并且我国对此机的加工制造已有数十年的经验，加工较容易，造价也较低，国内应用极为普遍，有成熟的运行管理，维护经验。
本设计初步选择螺杆式冷媒压缩机。
螺杆压缩机一般都是指双螺杆压缩机，它由一对阳、阴螺杆构成，是回转压缩机中应用最广泛的一种，在化工、制冷及空气动力工程中，它所占的比重越来越大。
螺杆式热泵机组无论是COP值还是维护费用、振动频率、噪音等性能均优于活塞式热泵机组。
该产品有以下特点：1.四段容调或连续卸载控制设计，随负荷变化调整压缩机的输出，节省能源消耗。
2.转子经专用研磨加工及动力平衡校正，配合进口德国FAG及瑞典SKF高精密轴承，运行平顺，振动小，噪音低。
3.采用法国进口高效率耐氟电机，效率高、可靠性好。
4.采用最新的第三代非对称齿形，公称子五齿，母转子六齿，齿间压力落差及回吹孔小，容积效率高，节省能源。
采用全新高效油分离器，分油效果达％，有利于提高机组蒸发器效率，并适用于满液式蒸发器设计。
5.半密闭设计不需要轴承，无轴封泄漏问题、可靠性佳，且马达与机体为分离式设计，易于维护与保养。
6.除一般的冷水机组和空调储冰系统以外，依使用工况不同另设计高压缩比机种，效率高。
可靠性佳，适用于风冷机组、热泵机。
根据已知条件进行计算选型：吸气状态的比体积：kg m v /106.6321⨯= 压缩机的实际输气量：s m v q q m vs /1.01=⨯=压缩机的理论输气量：h m s m q q vs vh /8.478133.033===λ制冷压缩机的理论功率0p 、指示功率i p ：kw w q p o m 4.370=⨯=ioi p p η==kW 4485.04.37= 选用比泽尔CSH8573-110Y-40P 型号螺杆式 压缩机机组，制冷量为243kw 。
第二部分：壳管式冷凝器设计结构的初步规划：结构型式系统制冷量为，制冷量相对较大，本次设计选用壳管式器较为合适。
污垢系数的选择参看文献，可取氟利昂侧 0r = ⋅2m ℃/kW ，冷冻水侧 1r = ⋅2m ℃/kW 。
冷冻水的流速：初步设计机组每天运行10小时，则每年运行小时数约为3000～4000。
参看文献数据，取冷冻水流速 u = 2m/s 。
管型选择：参考文献[1,70-71]中所述及文献[1]表3-4。
本次设计选取表3-4中的4号管：∅16mm ×，因其增强系数相比较大，有利换热。
其有关结构参数如下：管内径i d =11mm ，翅顶直径t d = ，翅厚t δ= ，翅根管面外径b d = ，翅节距f s =，翅高h ＝。
单位管长的各换热面积计算如下： 每米管长翅顶面积：d a =t t f d s πδ=0.015860.0002230.00125π⨯⨯= m m /2 每米管长翅侧面积：f a =22()2t b fd d s π-=22(0.015860.01286)20.00125π-⨯= m m /2每米管长翅间管面面积：b a =d ()b f t fs s s π-=0.01286(0.001250.000223)0.00125π⨯⨯- = m m /2每米管长管外总面积：of a =d a +f a +b a = m m /2 每米管长管内面面积：i a = πi d =π⨯= m m /2 冷却水流量：取冷却水进出口温度的平均温度为定性温度，m t =23732+ ℃= ℃。
由传热学附录9中查得其有关物性参数如下：ρ水= 3/m kg c 水= )/(K kg kJ ⋅冷却水流量为：v q =）（水水21w w kt t c Q -ρ=()01292.03237174.43.994268＝-⨯⨯ s m /3 （）估算传热管总长参看文献[1，75]，按管外面积计算热流密度0q ，在设计条件下，热流密度0q 可在5000～70002/m W 范围内取值。
本设计假定 0q = 50002/m W 。
则应布置的传热面积：of A = 0k Q q = 236.53500010268m ＝⨯ 应布置的有效总管长： L =of ofA a =m 4.3561504.06.53= 确定每流程管数Z ，有效单管长l 及流程数N冷却水的流速u = s ，冷却水流量v q = 01292.0s m /3，则每流程管数 Z =24vi q d u π=5.1011.014.301292.042⨯⨯⨯= （根），圆整后取Z =91根。
则实际水流速s m Z d q u i v /495.191011.014.301292.0442=⨯⨯⨯==π 对流程数N 、总根数NZ 、有效单管长l 、壳体内径i D 及长径比i D l /进行组合计算，组合计算结果如表所示表 组合计算结果参看文献[1，76]，在组合计算中，当传热管总根数较多时，壳体内径i D 可按下式估算： (1.15 1.25i D =～）式中 s ——相邻管中心距，0(1.25 1.30s d =～），单位为 m ； 0d ——管外径，单位为 m 。
系数1.15 1.25～的取法：当壳体内管子基本布满不留空间时取下限，当壳体内留有一定空间时取上限。
（本设计取下限计算 1.25i D =查看文献[1]表，由0d =16mm 查得：换热管中心距s = 22mm 。
参看文献[1，76]，长径比i D l /一般在6～8范围内较为适宜，长径比大则流程数少，便于端盖的加工制造。
当冷凝器与半封闭式活塞式制冷压缩机组成机组时应适当考虑压缩机的尺寸而选取更为合适的冷凝器的长径比。
据此，本设计选取2流程方案作为结构设计依据，管径选择400mm 的无缝钢管。
热力计算水侧表面传热系数从管子在壳体的实际排列来看，每个流程的平均管子数为n=92，因此在管内的水速平均值为：s m nd q u i v/48.192011.001292.04422=⨯⨯⨯==ππ 由m t = 34℃查文献[2]附录9表得其运动粘度s m v /107466.026-⨯=。
由文献[1]表3-12查得其物性集合系数 B = 。
因为雷诺数Re =iud ν=6107466.0011.048.1-⨯⨯= 21806＞410，亦即水在管内的流动状态为湍流，则由文献[1，78]中式（3-5），水侧表面传热系数：)/(6.7345011.048.12.217822.08.02.08.0K m W d u B i wi⋅=⨯==α氟利昂侧冷凝表面传热系数根据图的排管布置，管排修正系数由文献[1，77]中式（3-4）计算745.0184856204424833.0833.0833.0833.0=⨯+⨯+⨯+⨯=n ε根据所选管型，低翅片管传热增强系数由文献[1，77]中式（3-2）计算如下：环翅的当量高度 2222(-d )(15.86-12.86)4415.86t b td h d ππ'==⨯mm =增强系数 ：141.1()b f bb of of a a a d a a h ϕ+=+'=140.03320.03320.103812.861.1()0.15040.1504 4.26++⨯⨯= 查文献[1，76]表3-11，R134a 在冷凝温度k t =40℃时，其物性集合系数 B = 由文献[1，76]式（3-1）计算氟利昂侧蒸发表面传热系数，25.025.0)(725.0---=o wo n b ko t t Bd ϕεα=25.0025.0745.054.101286.03.1516725.0---⨯⨯⨯⨯⨯）（t t k 3745=0.250θ-)/(2K m W ⋅其中wo t ——管外壁面温度,℃；0θ ——蒸发温度与管外壁面温度之差,℃。