食品工程原理——列管式换热器课程设计[]

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1、食品工程原理课程设计列管式换热器的设计专业：食品科学与工程班级：食科13-1姓名：方辉，王鑫，孟舒雨，李梦瑶，孙梦娣学号：242013001006,30,20,14,26（按上述名字排序）指导教师：王斌时间：2015-6-3目录工程原理课程设计任务书3(一)概述及设计方案简介41概述42设计方案简介8（二）工艺及设备设计计算81确定物性数据82计算总传热系数93传热面积的计算104工艺结构尺寸105换热器核算12（三）辅助设备的计算及选型14（四）设计结果汇总表15(五）设计评述15(六）参考资料15(七）主要符号说明16（八）致谢16食品工程

2、原理课程设计任务书学生姓名xxx班级xxx指导教师xxx题目列管式换热器的设计设计基本参数处理能力：227301kg/h设备型式：列管式换热器操作条件：冷却介质：循环冷却水入口温度：29℃，出口温度：39℃混合气体：入口温度：110℃，出口温度：60℃。设计要求及内容1、设计方案简介某生产过程的流程如下图，反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶部分，已知混合气体的流量为227301kg/h，压力为6.9MPa，循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为29℃，出口温

3、度为39℃，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。2、主要设备的工艺设计计算物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。3、辅助设备的选型典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格型号的选定。4、编写设计说明书将设计所选定的工艺流程方案、主要步骤及计算结果汇集成工艺设计说明书。应采用简练、准确的文字图表，实事求是的介绍设计计算过程和结果。设计说明书要求在6000字以上，A4纸打印。设计说明书内容：（1）封面（课程设计题目、学生班级、姓名、指导教师、时间）（2）目录（3）设计任务书（4）概述与设计方案简介（5）工艺及设

4、备设计计算（6）辅助设备的计算机选型（7）设计结果汇总表（8）设计评述（9）参考资料（10）主要符号说明（11）致谢(一)概述及设计方案简介1概述1.1换热器在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器，但它的基本原理与上述情形并无本质上的差别。在食品、化工、石油、动力、制冷等行业中广泛使用各种换热器，它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因

5、此在化工生产中占有重要地位。随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。1.2换热器的选择换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3种形式：坚壁式、直接接触式和蓄热式。列管式换热器的应用已有很悠久的历史，现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在石油、化工、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性

6、和金属耗量等方面不及某些新型换热器，但它具有结构简单、坚固耐用、适应性强、制造材料广泛等独特的优点，因而在换热设备中仍处于主导地位。同时板式换热器也已成为高效、紧凑的换热设备，大量应用于工业中。列管换热器主要特点：(1)耐腐蚀性：聚丙烯具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸，碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎直到100℃都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下均不溶解，一般烷、径、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。(2)耐温性：聚丙烯塑料熔点为164-174℃，一般使用温度可达110-125℃。(3)无毒性：不结垢，不污染介质，也可用于食

7、品工业。(4)重量轻：对设备安装维修极为方便。列管式换热器主要分为以下四种：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器。1.2.1固定管板式换热器结构特点：两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构的壳侧清洗困难，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，会使管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。固定管板式换热器1—封头；2—法兰；3—排气口；4—壳体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流板（或支持板）；8—防冲板；

8、9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片；20、2