空气压缩机后冷却器课程设计

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1、化工原理课程设计空气压缩机后冷却器课程设计课程设计说明书空气压缩机后冷却器课程设计学生姓名指导教师学院专业班级学号18化工原理课程设计空气压缩机后冷却器课程设计2008年7月18化工原理课程设计空气压缩机后冷却器课程设计目录第一章设计任务------------------------------------3第二章确定设计方案--------------------------------4第三章工艺设计------------------------------------53.1确定总传热量----------------------------------

2、-53.2确定冷却剂流量---------------------------------53.3平均传热温差校正-------------------------------63.4确定空气侧传热系数-----------------------------63.5确定水侧传热系数-------------------------------73.6确定总的传热系数-------------------------------83.7确定换热器所需管子数----------------------------93.8设计计算的校核----------------

3、-----------------93.9工艺设计结论-----------------------------------10第四章结构设计------------------------------------11第五章机械设计------------------------------------12第六章附属设备选型--------------------------------15第七章设计结果汇总--------------------------------16第八章设计总结------------------------------------17

4、第九章参考资料------------------------------------18第十章答辩题目------------------------------------1918化工原理课程设计空气压缩机后冷却器课程设计第一章设计任务18化工原理课程设计空气压缩机后冷却器课程设计第二章确定设计方案2.1冷却器的型式的选择本设计中空气压缩机的后冷却器选用带有折流挡板的固定管板式列管式换热器，因为列管式换热器具有单位体积传热面积大，结构紧凑、坚固，传热效果好，而且能用多种材料制造，适用性较强，操作弹性大，且适用于高温、高压的大型装置中。采用折流挡板，可使作为冷却

5、剂的水容易形成湍流，可以提高对流表面传热系数，提高传热效率。本设计中的列管式换热器采用的材料为钢管(16MnR钢)。2.2流程的选择本冷却器的管程走压缩后的热空气，壳程走冷却水。热空气和冷却水逆向流动换热。其原因如下：（1）因为热空气的操作压力达到1.1Mpa，而冷却水的操作压力取常压101.33Kpa，如果热空气走管内可以避免壳体受压，可节省壳程金属消耗量；（2）对于此刚性结构的换热器，两流体的的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁面温度与对流表面传热系数大的流体温度相近，可以减少热应力，防止把管子压弯或把管子从管板处拉脱。（3）热空气走管内，可以提高热

6、空气流速增大其对流传热系数，因为管内截面积通常比管间小，而且管束易于采用多管程以增大流速。（4）热空气经冷却器后带有油分，所以采用热空气走管内易于清洗。2.3流体流速查阅《流体力学与传热》204页表4－9可得到，热空气的流速范围为5~30m·s-1，一般采用的范围为5~15m·s-1；冷却水的流速范围为0.2~1.5m·s-1。本设计中，假设热空气的流速为10.0m·s-1，然后进行计算校核。2.4流体进出口温度的确定在本设计中，已知：空气的进口温度：T1=154℃出口温度：T2=36℃根据华南地区的气候，冷却水的初始温度范围为20～30℃，设水的进口温度：t1=

7、25℃出口温度：t2=30℃2.5压缩气体和冷却剂水在设计压力和其各自得定性温度下查表得物理性质：18化工原理课程设计空气压缩机后冷却器课程设计物性流体温度tw(oC)密度ρ(kg/m3)粘度μ(Pa·S)比热Cp(J·Kg)导热系数λ(W/m·oC)空气95.09.8010.10220.03169水27.5997.950.41740.5992.6安装方式该空气压缩机后冷却器采用立式换热器。§3.1设计条件由设计任务书可得设计条件如下表：流体体积流量进口温度出口温度操作压力设计压力空气（管内）V=28m3/min(标准状态)T1＝160℃T2＝39℃Pi＝1.05

8、MPaPd