1、化工原理课程设计 空气压缩机后冷却器课程设计 1 课程设计说明书课程设计说明书 空气压缩机后冷却器课程设计空气压缩机后冷却器课程设计 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 学学 院院 专专 业业 班班 级级 学学 号号 2008 年 7 月 化工原理课程设计 空气压缩机后冷却器课程设计 2 目目 录录 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-5 3.1 确定总传热量-5 3.2 确定冷却剂流量-5 3.3 平均传热温差校正-6 3.4 确定空气侧传热系数-6 3.5 确定水侧传热系数-7 3.6 确定总的传热系数-8 3.7 确定换热器所需管子数-9 3.8 设计计算的
2、校核-9 3.9 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 第九章 参考资料-18 第十章 答辩题目-19 化工原理课程设计 空气压缩机后冷却器课程设计 3 第第一一章章 设计任务设计任务 化工原理课程设计 空气压缩机后冷却器课程设计 4 第第二二章章 确定设计方案确定设计方案 2.1 冷却器的型式的选择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
3、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
4、，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 流体流速流体流速 查阅流体力学与传热204 页表 49 可得到，热空气的流速范围为 530 ms-1，一般采用的范围为 515 ms-1；冷却水的流速范围为 0.21.5 ms-1。 本设计中，假设热空气的流速为 10.0 ms-1，然后进行计算校核。 2.4 流体进出口温度的确定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
