化工原理课程设计--换热器的设计—水冷却纯牛奶

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1、 设计题目：设计题目： 换热器的设计换热器的设计水冷却纯牛奶水冷却纯牛奶 设设 计计 者：者：班级 姓名 学号 生命科学与工程学院生命科学与工程学院 - 2 - 目录目录 一、一、引言引言.3 3 1、设计题目的目的和意义.3 2、设计总体要求.3 二、设计方案的确定二、设计方案的确定.3 3 1、换热器类型的选择.4 2、流程的选择.4 3、流体进出口温度的选择.4 4、流体流速的选择.4 5、流体流向的确定.5 三、设计任务和设计条件三、设计任务和设计条件.5 5 1、设计题目.5 2、原始数据和设计条件.5 3、设计任务.6 四、确定物性数据四、确定物性数据.6 6 五、试五、试算和初选

2、换热器的规格算和初选换热器的规格.6 6 1、计算热负荷和冷却水流量.7 2、计算两流体的平均温度差.7 3、初选换热器规格.8 六、核算总传热系数六、核算总传热系数.9 9 1、管程的给热系数.9 2、壳程的给热系数10 3、污垢热阻11 4、计算总传热系数 K .12 5、传热面积裕度12 6、壁温核算12 七、核算压强降七、核算压强降1414 1、管程压强降13 2、壳程压强降14 八、辅助设备的计算及选型八、辅助设备的计算及选型1515 1、管箱与封头15 2、折流板16 3、接管16 4、导流筒17 5、放气孔、排气孔17 6、管板17 九、设计评述九、设计评述1818 十、设计结果

3、一览表十、设计结果一览表1919 十一、本设计中符号说明表十一、本设计中符号说明表2020 参考文献参考文献2121 附录：参考图纸附录：参考图纸2222 - 3 - 一、一、引言引言 1、设计题目的目的和意义 通过化工原理的课程设计， 进一步巩固了食品工程原理理论教学 中所学到的知识，学习运用书本知识，学会工程器件的设计的基本方 法和基本技能， 学习各种食品工程图表的使用方法，从而提高分析问 题和解决工程设计问题的基本能力； 通过对文件、 数据的整理提高了 文档的综合处理能力。为毕业设计和以后的工作奠定了一定的基础。 2、设计总体要求 （1） 、学习工程常用工具书的使用方法，正确使用工程数据

4、和图 表； （2） 、掌握工程设计基本知识、基本方法； （3） 、熟练掌握物料衡算、热量衡算的方法，提高工艺计算实际 工作能力； （4） 、加强图纸表达能力、文档能力； （5） 、提高分析问题和解决问题的能力。 二、二、设计方案的确定设计方案的确定 确定设计方案的原则是要保证达到工艺的传热指标， 操作上要安 全可靠， 结构上要简单， 便于维修， 尽可能节省操作费用和设备投资。 确定设计方案主要考虑如下几个问题。 - 4 - 1、换热器类型的选择 换热器的种类繁多，选择时应根据操作温度、操作压力、换热器 的热负荷、管程与壳程的温度差、换热器的腐蚀性及其他特性、检修 与清洗的要求等因素进行综合考虑

5、。 综上由于壳体和管束间温差较大，其温差远远超过 50，且物料较 易形成沉积物，所以选择浮头式换热器。 2、流程的选择 在列管式换热器设计中，哪种流体走管程， 哪种流体走壳程，需 要进行合理安排。 选择原则：传热效果好、结构简单、检修与清洗方便。 根据选择原则，在用水冷却纯牛奶的换热器中采用： 纯牛奶通过管程、水通过壳程。 3、流体进出口温度的选择 在换热器的设计中，被处理物料的进出口温度为工艺要求所规 定；冷却剂的进口温度一般由气候条件决定，出口温度与被冷却物料 应该有 535的温度差，同时水作为冷却剂一般出口温度不超过 4050、进出口温度差不应低于 5。当两流体温差超过 50时， 温度应

6、力会造成管子变形或使焊缝破裂。 根据以上原则，冷却剂水的进口温度为 20、出口温度为 35。 4、流体流速的选择 提高流体在换热器中的流速， 将增大对流传热系数，减少污垢在 - 5 - 管子表面上的沉积的可能性， 即降低了污垢热阻， 使总传热系数增加， 所需传热面积减小，设备费用降低。但是流速增加，流体阻力将相应 加大，操作费用增加。因此，选择适宜的流速是十分重要的，适宜的 流速应通过经济核算来确定。 5、流体流向的确定 当冷、热流体的进出口温度相同时，逆流操作的平均推动力大于 并流，因而传递同样的热流体，所需的传热面积较小。逆流操作时， 冷却介质温升可选择得较大因而冷却介质用量可以较小。 显然在一般 情况下，逆流操作总是优于并流。 综上可确定冷却剂水应该用逆流较好。 三、三、设计任务和设计条件设计任务和设计条件 1、设计题目 换热器的设计水冷却纯牛奶 2、原始数据和设计条件 （1）纯牛奶 表表 1，对纯牛奶的要求参数，对