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1、. .食品工程原理课程设计年处理量9.4104吨煤油冷却器的设计摘 要本设计是进展煤油冷却器的设计，主要进展了换热器的选型以及煤油输送泵的型号选择。设计的前半局部是换热器的选型，根据给定的条件估算换热面积，进展换热器的选择，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进展压力降的计算，以确定能够完成生产任务并能平安生产。设计的后半局部是关于煤油输送泵的选择，根据换热器以及给定的条件计算出最大流量和压头确定煤油输送泵的型号，并核算泵的轴功率。关键词：浮头式换热器、 传热系数 、泵优选. -目录1引言11.1换热器的类型11.2换热器的选择11.3浮头式换热器特点42正文42.1确定设计方案4选择换热
2、器的类型4流程确实定42.2确定物性数据4确定定性温度4确定物性数据52.3估算传热面积5计算传热热负荷Q5计算平均传热温差5初选总传热面积6初选管径7初选换热器型号72.4换热器的核算72.5传热系数的校核8管程的对流传热系数8壳程的对流传热系数9确定污垢热阻9计算总传热系数K9计算热传热面积102.6换热器压力降的核算10管程阻力损失10壳程阻力损失112.7水泵的选择12流量的计算12扬程的计算12选择水泵的型号132.8设计小结13主要构造尺寸和计算结果13浮头式换热器构造参考图152.9设计评述153参考文献16- .word.zl. -年处理量9.4104吨煤油冷却器的设计1 引言
3、1.1 换热器的类型换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备，尤其是石油、化工生产中应用最为广泛，在化工中换热器可用作加热器、预热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器的类型很多，性能各异，根据热量的传递方式的不同可将换热器分为直接接触式换热器、蓄热式换热器和间壁式换热器三种。以上三种换热器中以间壁式换热器应用最为广泛，型式也最为多样，可分为管式换热器、板式换热器和特殊性换热器。管式换热器通过管子壁面进展传热，按传热管的构造可分为套管式换热器、蛇管式换热器、列管式换热器、翅片管式换热器等几种;板式换热器通过板面进展传热，按传热板的构造可分为夹套式换热器、平板式换热器、螺旋板式换热器、热板式
4、换热器及板翅式换热器等几种；而特殊型式换热器是指根据工艺特殊要求而设计的，具有特殊构造的换热器。如热管换热器、板壳式换热器等。其中列管式换热器又称管壳式换热器，是一种通用的标准换热设备。它因构造简单、稳固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点而在化工厂中应用最为广泛。根据其构造特点又可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器。1.2 换热器的选择1.类型的选择换热器的种类很多，选择时应根据操作温度、压力、换热器的热负荷、管程与壳程的温度差、换热器的腐蚀性能及其他特性、检修与清洗要求等因素综合考虑。2.流体通道的选择31) 不干净和易结垢的流体宜走管程，因管清洗方便； 2)
5、 腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀； 3) 高压流体宜走管程，以免壳体受压，并且可节省壳体金属的消耗量；4) 有毒流体宜走管程，使泄露时机减少； 5) 饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较干净，对流传热系数与流速无关，而且冷凝液容易排出； 6) 被冷却的流体宜走壳程，可利用壳体散热，增强冷却效果； 7) 粘度较大或流量较小的流体宜走壳程，因流体在有折流板的壳程流动时，由于流体流向和流速不断改变，在很低的雷诺数Re104 流体在圆形管道作强制湍流1 Rei0.8Prn(2-19)流体被加热时n=0.4,l流体被冷却时n=0.32Pr(2-20) W() -1 (2-21)2.5.2 壳程
6、的对流传热系数对于壳体是圆筒，管束中各列的管子数目并不一样，而且大都装有折流挡板，使得流体的流向和流速不断的变化，因而在Re100时即可到达湍流。当换热器装有圆缺形挡板缺口面积约为25的壳体截面积时，壳程流体的对流传热系数可用凯恩法求算2，即(2-22)式中是考虑热流方向的校正系数，可以用表示。流体被加热时=1.05，流体被冷却时=0.95。2Pr(2-23) W() -1(2-24)2.5.3 确定污垢热阻查食品工程原理附表得，自来水的Rsi=1.7210-4 W() -1、煤油 Rso=1.7210-4 W() -112.5.4 计算总传热系数K以外外表为基准由化工原理第二册附录可取 W(
7、) -1(2-25)2.5.5 计算热传热面积(2-26)实际传热面积(2-27)(2-28)2.6 换热器压力降的核算2.6.1 管程阻力损失因进出口阻力较小，可忽略不计2(2-29)式中 直管阻力损失，Pa回弯的阻力损失，PaFt 结垢校正系数Ns 串联的壳程数因Re(2-30)(2-31)(2-32)(2-33)对于的管Ft=1.42(2-34)2.6.2 壳程阻力损失(2-35)(2-36)式中：F管子排列方式对压强降得校正系数fo壳程流体摩擦系数Ft壳程压力降的垢层校正系数NB折流挡板数Nc水平管束在垂直列上的管数选管列为正方形45错列，取F=0.4(2-37)(2-38)挡板数(2-39)那么(2-40)(2-41)污垢校正系数Fs=1.152,那么30KPa(2-
