阴永泼2012列管式换热器

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1、食品工程原理课程设计说明书列管式换热器的设计姓名：阴永泼学号：201048030201班级：粮工10022012年12月16日目录一、设计任务书31、设计题目32、设计内容33、设计要求3二、确定设计方案3三、确定物性数据3四、估算传热面积31、热流量42、平均传热温差43、冷却水用量44、计算换热面积4五、工艺结构尺寸41、管径和管内流速42、管程和传热管数43、平均传热温差校正及壳程数44、传热管的排列和分程方法55、壳体内径56、折流板57、拉杆与定距管58、分程隔板59、接管6六、换热器核算61、传热面积校核6①、管程传热膜系数核算6②、壳程传热膜系数核算7④、总传

2、热系数K7⑤、传热面积校核8⑥、壁温核算8⑦、换热器内压降的核算8七、换热器主要结构尺寸和计算结果表10八、参考文献10一、设计任务书1、设计题目：列管式换热器设计2、设计内容设计内容某生产过程中，需将201×50kg/h的牛奶从140℃冷却至50℃，冷却介质采用循环水，循环水入口温度20℃，出口温度为40℃。允许压降不大于105Pa。试设计一台列管式换热器并进行核算。牛奶定性温度下的物性数据：密度1040kgm-3；黏度1.103*10-4Pas；定压比热容2.11kJ/(kg℃)；热导率0.14W/(m℃)完成日期2012年12月21日3、设计要求序号设计内容要求1工艺

3、计算热量衡算，确定物性数据，计算换热面积2结构尺寸设计管径、流速、管程数、传热管数、壳径、壳程数、折流板数等3核算热量核算、流动阻力计算4编写设计说明书目录，设计任务书，设计计算及结果，参考资料等5其他设计的评述及有关问题的分析和讨论6图纸3#主视图（设备的主要结构形状及主要零部件间的装配连接关系）尺寸（表示设备的总体大小规格装配安装等尺寸）主要零部件编号及明细栏管口符号及管口表等二、确定设计方案两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度50℃；冷流体进口温度40℃，出口温度20℃，该换热器用循环水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的

4、管壁温和壳体壁温之差较大.并且，浮头式换热器的管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管内。它适用于高压及壳体壁温与管壁温差较大且管内外流体易结垢的场所。综上所述，换热器选择浮头式，牛奶走壳程，水走管程。三、确定物性数据定性温度：牛奶水名称水牛奶密度kg/m3995.71040比热KJ/(kg·℃)4.1742.11导热系数kJ/(m·℃)0.61710.14粘度×10-4Pa•s8.0121.103四、估算传热面积1、热流量：（对应牛奶）2、平均传热温差：3、冷却水用量（忽略热损失）4、计算换热面积取K=300W／﹙M2·K﹚考虑15％的面积裕度五、工艺结构尺寸1、管径和管内

5、流速选用较高级冷拔传热管（碳钢）取管内流速2、管程和传热管数按单程管计算，所需的传热管长度为取管长为9m则（管程）则传热管数总根数3、平均传热温差校正及壳程数平均温差校正系数计算如下：查表知平均传热温差由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。4、传热管的排列和分程方法采用组合排列法，即每程内按正三角形排列，隔板两侧采用矩型排列取管心距t=1.25d0则t=1.25×25≈32mm隔板中心到离其最近一排管中心距离s=t／2+6=22mm各程相邻管的管心距为44mm。5、壳体内径取管板利用率则壳体直径为计算的到的壳体直径应按换热器的系列标准进行

6、圆整。壳体直径经常用的标准有159mm、273mm、400mm、500mm、600mm、800mm等。根据以上标准可取D=400mm。6、折流板安装折流板的目的是为了加大壳程流体的湍流速度，使湍流程度加剧提高壳程流体的对流传热系数。在卧式换热器中折流板还起到支撑管束的作用。采用弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为，故可取h=100mm。取折流板间距，则个l-换热器管长。h-折流板间距的系列标准，m。对于浮头式换热器有150mm、200mm、300mm、450mm、600mm五种，由此取h=15mm。折流板厚度：由标准取3mm。7、拉杆与定距管折流板的安装

7、固定是通过拉杆和定距管来实现的。拉杆是一根两端留有螺纹的长杆，一端拧入管板，折流板就穿在拉杆上，各板之间则以套在拉杆上的定距管来保持板间距离，最后一折流板可用螺母拧在拉杆上予以紧固。拉杆数量与直径按表选取，本换热器壳体直径400mm，其拉杆直径为12mm，共有4根拉杆。8、分程隔板为了把换热器做成多管程，可在流到室（官箱）中安装与管子中心线相平行的分程隔板。管程分程可采用各种不同的组合形式，但每一程中的管数应该大致相等，隔板的形式应简单，其密封长度应短。管板上刨出沟槽以安装垫片，以保证管内各程之间的密封。分程的开槽