管壳式冷凝器设计

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1、食品工程原理课程设计题目：管壳式冷凝器设计姓名：谢露系别：生命科学学院专业：食品科学与工程班级：11103班学号：201113040329指导教师：李琳2013年6月23日食品工程原理课程设计任务书流程示意图17设计方案的确定及说明6设计方案的计算及说明（包括校核）8设计结果主要参数表15主要符号表16主体设备结构图17设计评价及问题讨论17参考文献・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

2、使用。三.设计条件：1•冷库冷负荷Q。二学生学号最后2位数*100（kw）；2•高温库，工作温度0〜4°C。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°C（1班）、21〜24°C（2班）、25〜28°C（3班）、13〜16°C（4班）、9〜12°C（5班）、5〜8°C（6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

3、冃；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二、流程示意图圧缩机流程图说明：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。厂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；厂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。车f

4、4^液态F—22不断贮存在贮氨器中；厂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；L1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，然后乂被压缩机吸入，从而形成一个循环。戸f1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、设计方案的确定及说明。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

5、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0.5〜3m/s,壳程0.2〜1.5m/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1.5m/So3•冷却剂适宜温度的确定及制冷剂蒸发温度5,冷凝温度4,过热温度‘P和过冷温度t

6、出口的温度之差为4〜個2,本方案取为6°C,所以出口温度。为32°Co冷库温度为0〜41本设计取01,蒸发温度一般比库内空气低8-121本设计取tk11可取7-141本设计取4=3&oCo过冷温度比冷凝温度低3〜5°C本设计取5=32°C过热温度比蒸发温度高3〜5°C本设计取S二1°C4•冷凝器的造型和计算4.1水冷式冷凝器的类型本次设计是以河水为冷却剂，本人选择氨高效卧式冷凝器为设计对象。此冷却系统的原理是将压缩机排出的高温、高压氨气等压冷凝成液体，在冷库中蒸发，带走待冷物料的热量，起到冷却物料的效果。本方

7、案采用F—22为制冷剂，F—22化学式为CHF2CL,名称为二氟一氯甲烷，标准沸点为—40.8°C，凝固温度为一160°C,不燃烧,不爆炸，无色，无味。冷凝器型式的选择：本方案采用卧式壳管式冷凝器。卧式管壳式水冷凝器的优点是:1、结构紧凑，体积比立式壳管式的小；2、传热系数比立式壳管式的大；3、冷却水进、出口温差大，耗水量少；4、为增加其传热面积，F-22所用的管道采用低肋管；5、室内布置，操作较为方便。4.2冷凝器的选型计算4.2.1冷凝器的热负荷4.2.2冷凝器的传热面积计算4.2.3冷凝器冷却水用量+4

8、.2.4冷凝器的阻力计算5・管数、管程数和管子的排列5.1管数及管程数5.2管子在管板上的排列方式5.3管心距6•壳体直径及壳体厚度的计算6・1壳体直径，厚度计算四、设计计算及说明（包括校核）（-）设计计算1、冷凝器的热负荷：冷凝器的热负荷是制冷剂的过热蒸汽在冷凝过程中所放出的总热量，可用制冷剂的压一焙图算出。公式如下：2二免okw式中:0冷凝器的热负荷，kw；20制冷量，2900kw；0系数，与蒸