食品工程原理的设计.docVIP

食品工程原理 课程设计说明书 题目：××××××× 专业班级： 学 号： 姓 名： 任务期限：2015.12.21~2015.12.25  目 录 一 课程设计任务书 1 二 设计方案的确定 1 1 选择换热器的类型 1 2 管程安排 1 三 确定物性数据 1 四 计算总传热系数 2 1 热流量 2 2 平均传热温差 2 3 冷却水用量 2 4 总传热系数K 3 五 计算传热面积 3 六 工艺结构尺寸 4 1 管径和管内流速 4 2 管程数和传热管数 4 3 平均传热温差校正及壳程数 4 4 传热管排列和分程方法 5 5 壳体内径 5 6 折流板 5 7 接管 5 七 换热器核算 6 1 热量核算 6 2 换热器内流体的流动阻力 8 八 离心泵的选择 10 1 管径初选 10 2 压头He 11 3 泵型号的选择 12 九、流程示意图 12 十 总结 12 十一 主要参考文献 12 一 课程设计任务书 某生产过程中，需将 kg/h的从℃冷却至℃；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.MPa，循环水入口温度℃，出口温度为℃。试设计一台换热器，。 设计方案的确定 1选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口温度℃，出口温度℃冷流体(循环水)进口温度℃，出口温度℃。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 管程安排 由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，品走壳程。选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取ui=0.5m/ｓ。 确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 壳程的定性温度为(℃) 管程流体的定性温度为(℃) 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 在℃下的有关物性数据如下： 密度 ρo= kg/m3 定压比热容 cpo= kJ/(kg·℃) 导热系数 λo=0W/(m·℃) 粘度 μo=0.000 Pa·s 循环冷却水在℃下物性数据： 密度 ρi= kg/m3 定压比热容 cpi= kJ/(kg·℃) 导热系数 λi=0.W/(m·℃) 粘度 μi=0.000 Pa·s 四 计算总传热系数 热流量 Qo=WocpoΔto=×4.05×(95-35)=1.26×kJ/h=351kW) 2 平均传热温差 (℃) 冷却水用量 (kg/h) 总传热系数K 管程传热系数 W/(m·℃) 壳程传热系数 假设壳程的传热系数αo=290 W/(m2·℃)； 污垢热阻Rsi=0.000344 m2·℃/W , Rso=0.000172 m2·℃/W 管壁的导热系数λ=45 W/(m·℃) =219.5 W/(m·℃) 计算传热面积 (m2) 考虑 15％的面积裕度，S=1.15×S′=1.15×42.8=49.2(m2)。 工艺结构尺寸 管径和管内流速 选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速ui=0.5m/s。 管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 按单程管计算，所需的传热管长度为(m) 按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长L=6m，则该换热器管程数为(管程) 传热管总根数 N=58×2=116(根) 平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 按单壳程，双管程结构，温差校正系数应查有关图表。但R=10的点在图上难以读出，因而相应以1/R代替R，PR代替P，查同一图线，可得φΔt=0.82 平均传热温差Δtm=φΔtΔ′tm=0.82×39=32(℃) 传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25 d0，则 t=1.25×25=31.25≈32(mm) 横过管束中心线的管数(根) 壳体内径 采用多管程结构，取管板利用率η＝0.7，则壳体内径为 (mm) 圆整可取D＝450mm 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25％，则切去的圆缺高度为h＝0.25×450＝112.5(mm)，故可取h＝110 mm。 取折流板间距B＝0.3D，则B＝0.3×450＝135(mm)，可取B为150。 折流板数 NB=传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39(块) 折流板圆缺面水平装配。 接管 壳程流体进出口接管：取接管内品流