化工原理课程设计

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1、西南科技大学生命科学与工程学院化工原理课程设计——用水冷却牛奶的列管式换热器的设计说明书设计者：班级食品卓越1401姓名冉小天5120145530指导教师：李凤设计成绩：说明书图纸总分日期：15西南科技大学生命科学与工程学院目录目录2中文摘要:2第一章绪论31.1换热器简介31.2换热器用途31.3换热器的优点31.4换热器的应用4第二章设计方案简介42.1选择换热器的类型42.2管程安排42.3流向的选择5第三章确定物性属性5第四章工艺及主要设备流程计算64.1计算热负荷和冷却水流量64.2计算两流体的

2、平均温度差64.3估算传热面积74.4查询及计算换热器规格7第五章核算总传热系数85.1管程传热系数85.2壳程对流传热系数95.3污垢热阻和管壁热阻95.4总传热系数105.5所需传热面积10第六章计算压强降116.1管程流动阻力116.2壳程阻力12第七章主要附件的尺寸设计137.1封头137.2缓冲挡板137.3放气孔、排液孔147.4接管147.4.1管程流体进出口接管147.4.2壳程流体进出口接管147.5离心泵14参考文献14工艺设计计算结果汇总表1515西南科技大学生命科学与工程学院课程设

3、计任务书题目:用水冷却牛奶、脱脂牛奶的列管式换热器的设计设计条件:1.处理能力=78吨/小时2.设备型式列管式换热器3.操作条件a.牛奶：入口温度100℃，出口温度30℃b.冷却介质：自来水，入口温度20℃，出口温度35℃c.允许压强降：管程＜80kPa 壳程＜50kPa设计内容：1.设计方案简介：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。2.根据设计条件选择合适的换热器型号，并核算换热面积和压力降是否满足要求；并设计折流板等。3.绘制列管式换热器的装配图。4.编写课程设计说明书。15西南科技大学生命科学

4、与工程学院中文摘要:列管式换热器（tubularexchanger）是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。列管式换热器有很多种类,固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式等几种，其中在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程列管式换热器，这也是我们在试验中最常见的一种换热器。这种换热器管束连

5、接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。

6、一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。关键词：列管式换热器；壳程；管程15西南科技大学生命科学与工程学院第一章绪论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。换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使

7、流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。1.2换热器用途换热器的作用可以是以热交换为目的，即在确定的流体之间，在一定时间交换一定数量的热量。也可以是以回收热量为目的，用于余热利用；也可以是以保证安全为目的，即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备的被破坏。换热器的作用不

8、同，其设计、选型、运行工作也各不相同。1.3换热器的优点（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；（2）介质间温差不受限制；（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀场合。15西南科技大学生命科学与工程学院1.4换热器的应用换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。换热器的