管壳式冷凝器设计说明书

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1、“食品工程原理”课程设计管壳式冷凝器设计说明书山东万合制冷设备有限公司目录设计任务书……………………………………………………………1流程示意图……………………………………………………………2设计方案………………………………………………………………3设计计算………………………………………………………………5设计核算………………………………………………………………9设计总概要表…………………………………………………………12设计评价及讨论………………………………………………………13附录……………………………………………………………………13参考文献…………………

2、……………………………………………13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（氨）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=1500KW2.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，可取进口水温度为25～28℃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6.绘制工艺流程图、管壳式冷凝器结构图及花板布置图流程示意图本课程设计任务是将制冷压缩机

3、压缩后的制冷剂（氨）过热蒸汽冷却，冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。涉及的压缩式制冷机主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等构成，其制冷过程可分为压缩、冷凝、膨胀、蒸发4个阶段，如下图所示：由于本课程设计采用氨回热循环，其实际制冷循环中压焓图如下：在回热循环1-2-2’-3’-3–4-1的过程中：线1-2：绝热可逆压缩(等熵)。线2-3：等压冷却、冷凝及过冷过程。其中2-2’—冷却(到饱和蒸汽)(等压)；2’-3’—冷凝(等压,等温)；3’-3—过冷(等压)。线3-4：节流膨胀(等焓)。线4-1：蒸发(等压,等温)。实际制冷循环压焓图设计方案1．冷凝器的选择

4、综合比较几种常用的水冷式冷凝器，选择卧式壳管式冷凝器，原因是其传热系数大，操作管理方便，经济成本较低，且目前大、中型氨制冷系统及氟利昂制冷系统多采用这种冷凝器，有一定的通用性。表1常用冷凝器的比较冷凝器类型优点缺点使用范围立式壳管式1.可装设在室外露天，节省机房面积；2.清洗方便；3.漏氨易发现。1.传热系数比卧式壳管式低；2.冷却水进出温差小，耗水量大。中型及大型氨制冷装置卧式壳管式1.结构紧凑；2.传热效果好；3.冷却水进出温差大，耗水量小。1.清洗不方便；2.漏氨不易发现。大、中、小氨和氟利昂制冷装置都可采用套管式1.结构简单、制造方便；2.体积小，紧凑

5、；3.传热性能好（水与制冷剂成逆向流动）。1.金属消耗量较大；2.冷却水的流动阻力较大；3.水垢清洗困难。小型氟利昂空调制冷机组沉浸式1.制造简单；2.维修清洗方便；3.安装地位不受限制。1.冷却水在水箱内的流动速度很低，故传热效果差；2.体积大。小型氟利昂制冷装置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，

6、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。3．流体流入空间的选择流体流入空间的方案中，选择冷却剂（河水）流经管程，制冷剂（氨）流经壳程。原因是：1.不洁净或易结垢的物料应当流经易清洗的一侧，采用河水做冷却剂，相对较脏，受热后容易结垢，流管内便于清洗；2.冷却剂走管程，能控制适当的流速，以保证有较高的传热系数；3.饱和蒸汽一般应通入壳程；以便排出冷凝液，而且蒸汽较清洁；4.被冷

7、却物料一般走壳程，便于散热，可减少冷却剂用量。4．基本数据参数的选择1.流速流速大,K值提高,所需传热面积减少,设备投资减少,但流速增大使流动阻力相应增加,从而使动力消耗即操作费用增加。根据工业上常用的流速u=0.5～3m/s，且尽可能使雷诺数Re>104，[1]经过估算，本方案选择流速为1.25m/s。2．冷却剂进出口温度由于用河水为冷却剂，可取进口水温度为25～28℃，取进口水温t1=26℃，冷却水进出口温差参考范围为4~10℃[1]，选用较小的进出口温差，耗水量就较大，运行费也较多，所以选取出口水温为t2=34℃。3．冷凝温度与过冷温度根据冷凝温度tk必

8、须高于冷却水出口温度t2，且tk-t1