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1、热能运用及系统工程课程设计2250kg/h果汁冷却器设计2250kg / h Juice Cooler Design教 学 院： 系 别：学生学号：学生姓名：专业班级：指引教师：职 称：同组同窗：起止日期：摘 要设计的前半部分是工艺计算部分，重要是根据给定的设计条件估算换热面积，从而进行换热器的选型，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算。设计的后半部分则是有关构造的设计和强度的校核，重要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、钩圈、管箱等）的设计，涉及：材料的选择、具体尺寸拟定、拟定具体位置、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开
2、孔补强计算等。核心词：工艺计算;构造设计;强度校核 AbstractThe first half part of this design is craft calculation part, mainly according to give certainly of the design condition estimate to change hot area, thus carry on change hot machine of choose a type, school pit transmit heat coefficient, compute to physically chang
3、e hot area, finally carry on pressure to decline with the calculation of wall.The empress half part of design then design concerning the structure and the strength, mainly according to having been already made selection of change hot the machine pattern carry on the design of each zero partses(such
4、as connector, fold to flow plank and certainly be apart from tube, hook turn, and tube box.etc.)s inside the equipments and include:The choice, concrete size of material is certain, certain concrete position and tube the calculation of the plank thickness, float cranium and float the calculation of
5、a method orchid thickness, open a bore compensation to compute.Key word: The craft calculation; structure designs; the strength school check目 录摘 要IAbstractII设计任务书1第1章 前 言2第2章 设计方案概述和简介32.1 概述32.2 方案简介32.2.1 列管式换热器的分类32.2.2 设计方案选定4第3章 换热器的设计计算53.1 物性参数的拟定63.1.1 定性温度的拟定63.1.2煤油和水在定性温度下的有关物性参数63.2 估算传热
6、面积63.2.1 计算传热量63.2.2 拟定冷却水用量63.2.3 传热平均温度差63.2.4初算传热面积73.2.5 工艺构造尺寸73.3换热器校核73.3.1传热面积校核93.3.2 壁温的计算103.3.3 核算压力降11第4章 辅助设备的计算和选型124.1 拉杆规格124.2 接管12第5章设计成果汇总表14结 论15参照文献16附录：符号阐明17致 谢19设计任务书设计题目：2250kg/h果汁冷却器设计设计基本参数解决能力：2250 kg/h 操作条件：加热介质：水入口温度：6，出口温度：23 果汁：入口温度：80，出口温度：20操作压力：循环水0.3MPa；果汁0.4MPa设
7、计规定及内容1、设计方案简介 对给定或选定的工艺流程、重要设备的形式进行简要论述。2、重要设备的工艺设计计算 物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的构造设计和工艺尺寸的设计计算。3、辅助设备的选型 典型辅助设备重要工艺尺寸的计算，设备规格型号的选定。4、设计图纸及规定规定绘制设计总装配图不得不不小于A1号图1张。5、编写设计阐明书 将设计所选定的工艺流程方案、重要环节及计算成果汇集成工艺设计阐明书。应采用简洁、精确的文字图表，实事求是地简介设计计算过程和成果。设计阐明书规定在6000字以上，A4纸打印。设计阐明书内容：(1). 封 面(2). 摘 要(3). Abstract(4). 目
8、录(5). 设计任务书(6). 正文：涉及 1）前言或引言（绪论等）；2）概述与设计方案简介；3）工艺及设备设计计算； 4）辅助设备的计算及选型；5）设计成果汇总表； 6）结论(7). 参照文献(8). 附 录(9). 致 谢第1章 前 言机械课程设计是理工科专业学习的一种重要环节，是综合运用本门课程和有关先修课程所学知识，完毕以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握机械设计的基本程序和措施，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表体现成果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中可以培养学生树立对的的设计思路和实事求是认真负责的工作态度。机械课程设
9、计是理工科学生学习的一种实践环节，是使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基本。环绕以某一典型单元设备（如换热管，折流器等）设计为中心，训练学生非典型设备的设计和定型设备的的选型能力，设计时数为2周，其基本内容为：换热器的工艺计算、换热器的构造与强度设计。其中，工艺计算重要是拟定换热器的换热面积、换热器的选型、压降计算、壁温计算等；而构造与强度设计则重要涉及：管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选型、浮头盖及浮头法兰的计算、开孔补强计算以及多种零部件的材料选择等。在设计过程中，我尽量采用较新的国标，做到既满足设计规定，又使构造优化，减少成本，以提高经济效益为主，力求使产品符合生产实际需要
10、，适合市场剧烈的竞争。同步为了使本次设计可以进行顺利，我在设计前参阅了许多有关书籍和英文文献，并做了一定的摘要。由于换热器设计是属于压力容器设计范畴，与我所学的课程有紧密的联系。因此这次设计对我的设计能力有了很大的提高。它不仅使我贯穿几年里所学习的专业基本知识和专业理论知识，还培养和提高我们群体合伙、互相配合的工作能力。换热器在设计过程中为技术分析与产品开发可觉得设计者提供一种广阔的思维想象空间，还能激发设计者的创新意识。在设计过程中，我们可以较好地将所学的知识加以应用，在自己的脑海中巩固。这是我选择这个课题的初衷，而事实上我也达到了预期的目的。由于水平有限，在设计过程中一定存在许多疏漏和不够
11、合理之处。第2章 设计方案概述和简介2.1 概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热互换器，简称为换热器。化工生产中换热器的使用十分普遍，由于无理的性质、歘热规定各不相似，换热器的种类诸多。理解多种换热器的特点，根据工艺规定对的选用合适类型的换热器是非常重要的。按照热量互换的措施不同，分为间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器三种。化工生产中绝大多数状况下不容许冷、热两流体在传热过程中发生混合，因此，间壁式换热器的应用最广泛。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体温度较低，吸取热量。换热器在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中均有广泛应用，且它们是
12、上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。2.2 方案简介根据列管式换热器的构造特点，重要分为如下四种。如下根据本次的设计规定，简介几种常用的列管式换热器。2.2.1 列管式换热器的分类1 固定管板式换热器固定管板式换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结余构简朴；在相似的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种构造式壳测清洗困难，因此壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。2 U型管换热器U型管换热器构造特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。管
13、束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。U型管式换热器的长处是构造简朴，只有一块管板，密封面少，运营可靠；管束可以抽出，管间清洗以便。其缺陷是管内清洗困难；哟由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的运用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。此外，其造价比管定管板式高10%左右。3 浮头式换热器其构造特点是两端管板之一不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的长处是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体内抽搐，便与管内管间的清洗。其缺陷是构造较复杂，用材量大
14、，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，导致两种介质的混合。4 填料函式换热器其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料函式换热器的长处是构造较浮头式换热器简朴，制造以便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修以便。其缺陷是填料函乃严不高，壳程介质也许通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不合用。2.2.2 设计方案选定1 换热器类型的选择按照设计任务书的规定，热流体果汁入口温度80，出口温度20，冷流体是水，入口温度6，出口23，操作压力不不小于0.4M
15、Pa，果汁温度变化为60比较大。基于这些规定，应选择浮头式换热器，是由于它具有管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力、制造以便和易于清洗的特点。2 列管式换热器设计的重要内容列管式换热器的设计和分析涉及热力设计、流体设计、构造设计、以及强度设计。其中以热力设计最为重要。不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，并且对于已生产出来的，甚至已投入使用的换热器在检查它与否满足使用时，均需要进行这方面的工作。热力设计是指根据使用单位提出的基本规定，合理的选择运营参数，并根据传热学的知识进行传热计算。第3章 换热器的设计计算3.1 物性参数的拟定3.1.1 定性温度的拟定定性温度，取流体进口温度的平均值壳程流体果汁的定性温度： 管程流体水的定性温度： 3.1.
