空气冷却器设计
空水冷却器设计(DOC)
2MW空水冷双馈风力发电机的空水冷却器设计说明书
一、设计要求
本设计适于环境温度40°c,海拔2200m环境。
换热量为39kW,冷却液为55%乙二醇与45%纯水的混合溶液，流量为9m3/h,冷却液进水温度48°C，出水温度52.4°C，冷却液压降0.05MPa；空气流量1.56m3/s，冷却器进风温度74.5℃，出风温度53°C，空气允许压降i35Pa。
设计选用的换热管外径8.8mm,内径7.5mm的冷却器结构设计。
主要部件材料为
二、冷却器主要结构参数
表1结构参数表
三、满足设计要求所需要的散热器传热系数
表2海拔2200m环境所需要散热器传热系数计算表
四、设计散热器的传热系数
表3海拔2200m环境所设计散热器传热系数计算表
五、冷却器的冷却液压降计算
经计算得冷却水管进口局部损失系数为0.9681，出口局部损失系数为0.492,进出铜管总局部损失系数上1.4601。
表4散热器冷却液压降计算表。
空冷器的设计范文
空冷器的设计范文空冷器是一种用于将热量从物体中移走的设备。
它通常包括一个风扇和一些散热片，通过自然对流或强迫对流的方式将热量散发到空气中。
空冷器被广泛应用于电子设备、汽车发动机、工业设备等领域。
在设计空冷器时，需要考虑以下几个关键因素：1.散热性能：空冷器的主要功能是降低物体的温度，因此散热性能是设计的首要考虑因素。
散热性能取决于风扇的风量和风压，以及散热片的材料和形状。
风量越大，风压越高，散热效果就越好。
散热片的材料通常选择导热性能较好的金属，如铝和铜。
此外，散热片的形状也对散热性能有重要影响。
一些常见的散热片形状包括翅片、管状、鳍片等。
2.噪音水平：由于空冷器通常会安装在需要安静环境的地方，如办公室、居住区域等，因此噪音水平也是设计的重要考虑因素。
减少噪音的方法包括优化风扇叶片的形状，增加风扇叶片的数量，设计低噪音的轴承等。
3.体积和重量：空冷器通常是紧凑且轻便的，因为它们需要安装在有限的空间中，如电子设备的机箱内部。
设计时需要充分考虑空间限制，尽量减小体积和重量。
一些常见的减小体积和重量的方法包括使用轻质材料，采用紧凑的散热片布局，以及优化风扇的设计。
4.可靠性：空冷器通常需要在恶劣的环境条件下运行，如高温、高湿度、灰尘等。
因此，设计时需要考虑其可靠性。
采用高品质的材料和优化的结构设计，可以增加其抗腐蚀、抗震动和抗老化能力。
5.能效：随着能源资源的紧缺和环境保护的呼声，能效成为设计的一个重要指标。
通过采用高效的风扇、低功率的驱动电路、优化的散热片布局等方式，可以提高空冷器的能效。
综上所述，设计空冷器需要综合考虑散热性能、噪音水平、体积和重量、可靠性以及能效等多个因素。
通过优化这些因素的设计，可以得到适用于各种应用场景的高性能、低成本和可靠的空冷器。
空气冷却器的设计
图 1 最佳管排数算图 图中 : T 1 ———管内热流体入口温度 , K;
t 1 ———空气入口温度 , K; u0 ———总传热系数 (以光管外表面积为基准) ,J / (m2·s·K) 。
一般来讲 ,希望管内流体的凝固点不超过 5 ℃, 流体较干净且不易聚合 。热流体的入口温度 ,一般 以 120～130 ℃左右或以下为好 ,且不宜低于 60～ 80 ℃。热流体出口温度 ,对于干式空冷来讲 ,一般应 使其与设计气温温差大于 20 ～ 25 ℃, 至少要大于 15 ℃,否则不一定经济 。国外亦有人认为[1 ] : 一般 情况下 ,热流体出口温度与周围空气温度相差 17～ 22 ℃比较经济 ,最少也要相差 11～14 ℃。
X1 与出口汽相分率
X2
的算术平均值 。即 : X
=
1 2
( X1 + X2) 。
X1 =
GWV1 GWV1 + GWL1
X2 =
GWV2 GWV2 + GWL2
式中 : hL ———假定管内全部是液体时的膜传热系
数 ,由式 (6) 计算出 hi 代入 。计算时 ,
G = GV1 + GL1 = GV2 + GL2 ,物性数据
算系数 ; A f ———翅片表面积 ,m2 ;
A r ———管子外表面积扣除被翅片所占面积后 的剩余面积 ,m2 。
须指出 ,式中的 λ0 ,μ0 , C0 都是以平均温度选 取的空气物性 。
式 (2) 与式 (3) [3 ] ,误差一般在 5 %左右 。
当采用光管管束时 ,可采用简化公式 (5) 进行近
空气冷求器的管排和管程
空气冷求器的管排和管程1.引言1.1 概述空气冷却器是一种常见的热交换设备，主要用于降低流体或气体的温度。
它通过将热量从流体或气体传递到周围的空气中，以实现冷却效果。
管排和管程是冷却器中两个重要的组成部分。
管排是指冷却器中的管子布置方式和排列形式。
通常情况下，管排有多种不同的形式，如直排、斜排和交错排等。
这些管排形式不仅仅是为了美观，更主要的是为了增加管道与空气之间的接触面积，从而提高热量的传递效率。
不同的管排形式适用于不同的冷却需求，选择适合的管排形式可以有效地提高冷却器的性能。
而管程则是指冷却器中流体或气体在管道中流动的路径和长度。
管程直接影响着流体或气体在冷却器中的停留时间和冷却效果。
通常情况下，管程越长，流体或气体的停留时间越长，热量传递的效果也会更好。
同时，管程的长度也会直接影响冷却器的体积和成本。
因此，在设计冷却器时需要综合考虑冷却需求、空间限制和成本效益，选择合适的管程长度。
总而言之，管排和管程是冷却器中两个重要的设计要素。
合理选择适合的管排形式和管程长度，可以提高冷却器的性能和效果。
在后续的正文部分，我们将详细探讨管排的定义、作用以及管程的定义和影响因素，以帮助读者深入了解空气冷却器的工作原理和设计要点。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要包括三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们将概述本文所要讨论的主题——空气冷却器的管排和管程。
首先，我们会简要介绍空气冷却器的概念和作用，以及其在工业生产中的重要性。
接着，我们将给出本文的结构，明确每个部分的内容和重点。
最后，我们会明确本文的目的，希望通过本文的阐述，读者能够对空气冷却器的管排和管程有一个全面的了解。
在正文部分，我们将详细介绍空气冷却器的管排和管程。
首先，我们会对管排进行定义，解释其在空气冷却器中的作用。
我们将探讨管排对冷却效果的影响，并介绍不同类型的管排的特点和适用范围。
接着，我们会对管程进行定义，并分析管程的影响因素，包括管道的长度、直径、材质等。
空冷器的工艺设计
空冷器的工艺设计根据当地的气象条件，尽可能多地使用干式空冷器，尽量避免使用增湿空冷器。
1.1.1空冷器的设计温度空冷器设计温度为35℃。
空冷后温度确定：如果选用空冷器，但工艺考虑要求后冷，空冷和水冷之间的温度分界点一般为50℃，不大于60℃。
若物流空冷后不需要后水冷（即要求的物流送出温度大于50℃），可以将物流用空冷冷却到所需温度，如柴油产品出装置温度为50℃，可以考虑用空冷直接冷却到50℃。
空冷器入口温度应尽量降低，可通过换热的方式回收热量，降低能耗。
一般空冷器入口温度不宜大于150℃。
空气冷却器的接近温差（热流出口温度与冷流入口温度之差）不应低于15℃。
1.1.2空冷器的管排数的确定空冷器的管排数对投资和操作费用影响较大。
一般情况下选用多管排数比较经济。
然而当管排数多时，相应的风速不能太高，否则阻力很大，所需的风机功率会很高。
而风速降低使得管外传热系数下降、空气出口温度升高、传热温差减小，致使所需的传热面积大幅度增加。
空冷器的经济管排一般为6 管排。
根据各个装置的具体情况，尽量采用6 管排的空冷器，在采用6 管排空冷器不合理的情况下，可以采用4 管排的空冷器，对8 管排的空冷器宜少采用。
1.1.3空冷器的管程数的确定空冷器管程数根据压降和面积综合考虑确定。
冷凝过程：如果对数平均温差校正系数＞0.8，可采用一管程，否则考虑用两管程。
对含不凝气的部分冷凝，用两管程或多管程。
管程流体允许压力降大和流体温度变化范围较大的可选用多管程。
1.1.4加热盘管的设计、百叶窗和风机的选取对易凝的介质可在空冷器的管排下面设置一排蒸汽加热盘管，但加热盘管不宜太多，要考虑水击的问题。
对于特别易凝的流体，可以考虑采用热风循环方式的空气冷却器。
空冷器一般不设百叶窗。
对一些重要的、操作条件苛刻的空冷器，可根据装置的使用经验，确定是否设置百叶窗。
风机的选取需要考虑噪声的影响，风机单机的噪声要求限制在85dB 以下，风机群的噪声要求限制在90dB 以下。
空冷器的工艺参数与布置设计
关键 词 ：空气冷却器；工艺参数；布置设计
中图分 类号 ：Ｔ Ｋ １ ７ ２
文献标 识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ １ ３ ６ — ０ ３
Ｔｈ ｅ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｎｄ Ｌａ ｙ ｏ ｕ ｔ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ａｉ ｒ Ｃｏ ｏ ｌ ｅ ｒ
口温 度 以 ６ ０～ ８ Ｏ℃ 为宜 ，以 免 喷 淋 系 统 结 垢 。
空 冷 器 主 要 由翅 片 管 束 、风 机 、构 架 三 个 基 本 部 分 和 百 叶 窗 、检 修 平 台 、梯 子 等 辅 助 部 分 组 成 。 翅 片 管 束 是 换 热 的 中 心 部 件 ，其 翅 片 管 的 型 式 及 排 列 方 式 对 管 内外 传 热 系 数 的 影 响 极 大 。风 机 是 强 制 空 气 流 通 的设 备 ，也 是 强 化 管 外 传 热 的 关 键 部
更 为 广 泛 的应 用 。
管 内流体温度指换 热管内热流体 的入 口温度 和出 口温度 。 （ １ ）理论上热流体入 口温度愈 高 ，采用空 冷器愈经 济。但 入 口温 度 超 过 ２ ０ ０ ｏ Ｃ，应 考 虑 采 用 其 他 方 式 进 行 热 量 回 收 。 目 前使用 的空冷器 ，热 流体 入 口温度 一般在 １ ３ ０℃ 以下 。人 口温 度若低于 ７ ０℃ ，则可 考虑 采用水 冷 。湿式 空冷 器 的热 流体 入
摘 要 ：空气冷却器作为一种特殊型式的换热器，在石油化工生产中的作用越来越重要。与水冷器相比，空气冷却器是以
空气 作为冷却介质 的节 能设 备。本文 阐述 了空气冷 却器的工艺设计参数 和应 用条件 以及空气冷却器 的设 备布置和管道布置 的特点 。 为空气冷却器 的选 型和布置设计提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 了理论依 据。
空气冷却器课程设计
空气冷却器课程设计
一、课程背景：
随着工业化进程不断加快，工厂、机房等需要维持温度的场所数量也越来越多，空气冷却器作为一种高效、环保的温度控制方式，应用得越来越广泛。
本课程将介绍空气冷却器的原理、构造及应用，帮助学生掌握空气冷却器的设计与维修。
二、教学目标：
1.了解空气冷却器的基本原理；
2.掌握空气冷却器的构造及其组成部件；
3.学会根据需要设计适合的空气冷却器；
4.了解空气冷却器的维护与保养方法。
三、教学内容：
1.空气冷却器的原理
（1）热传递原理
（2）空气流动原理
2.空气冷却器的构造及其组成部件
（1）外壳
（2）芯片
（3）水箱
（4）风扇
3.空气冷却器的设计要点
（1）热量计算
（2）风量计算
（3）空气流路设计
4.空气冷却器的维护与保养方法
（1）清洗
（2）更换芯片
（3）更换水箱和风扇
四、教学方法：
本课程采用多媒体教学法，结合实物展示、案例分析等方式，让学生
更直观地了解空气冷却器的原理、构造及应用。
同时，通过实际操作，让学生掌握设计与维修技能。
五、教学评价：
1.考核学生对空气冷却器知识的掌握情况；
2.测评学生的实际操作能力；
3.综合评价学生在设计与维修方面的综合能力。
空冷器工艺设计
本科毕业设计(论文)题目：空冷器工艺计算软件开发及200kCal/h空冷器设计学院：机械工程学院专业：过程装备与控制工程班级： 2011级 01 班学号： 201102060125学生姓名：严培杰指导老师：张玮陈冰冰提交日期： 2015年 6月日姓名：严培杰指导老师：陈冰冰、张玮浙江工业大学机械工程学院摘要本文主要介绍了空冷器的发展以及空冷器工艺计算软件的开发。
通过Visual.Basic 6.0编写了空冷器工艺计算软件，其中包含了常用冷却液体的物性参数数据，可实现传统空冷器的工艺计算。
其中软件的设计思路和特点尤为重要，本文还采用软件计算和人工计算进行比较的方法，对算例进行了对比，其结果表明该软件操作方便，功能完善，可有效进行空冷器的工艺计算。
关键词：空冷器；工艺计算；翅片管；软件开发The development of air cooler's Process Calculation Software and200kcal/h air cooler's DesignStudent: peijie yan Advisor:Dr.Bingbing chen Dr.wei zhangCollege of Mechanical EngineeringZhejiang University of TechnologyAbstractThis article mainly introduced the development of air cooler and the development of air cooler's process calculation software.We write the air cooler's process calculation software through Visual.Basic 6.0, and the software includes so me common liquid’s Physical param- -eters, it can use in traditional process calculation of air cooler.The software design ideas and features are particularly important。
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空气冷却器设计2、应完成的项目：______________________________________________________________________(1)了解换热器在各行业的用途;(2)换热器机械计算;(3)传热工艺计算;(4)画施工图，折合为3张以上0号图，其中总装图为0号图;(5)按规定和规范翻译参考文献5000汉字，并写毕业论文。
3、参考资料以及说明：__________________________________________________________________(1)《GB151-99钢制管壳式换热器》国家技术监督局发布(2)《GB151-98钢制管壳式换热器》国家技术监督局发布(3)《AutoCAD2005压力容器设计》_____________ 栾春远编著，化学工业出版社(4)《过程设备设计》郑津洋等著，化学工业出版社___________________________________(5)《化工设备设计手册》上下卷朱有庭，曲文海，于浦义主编(6)《机械设计手册》，化学工业出版社(7)《化工原理》上下册，邹华生等主编，华南理工大学出版社(8)压力容器安全技术监察规程.国家技术监督局(9)换热器设计.上海科学技术出版社，1987(10)流体力学与传热.华南理工大学出版社，2006摘要本文主要围绕空气冷却器，即卧式固定管板式换热器的设计展开说明，本说明共分五章。
第一章为绪论，主要介绍本设计课题的选题背景，选题意义以及调研情况，并对本设计的主要工作进行规划。
第二章为方案论证，对换热器的传热原理进行了简述。
并对换热器进行了分类，并对各类换热器作了简短的描述，最后着重介绍了本次设计主题，固定管板式换热器。
第三章为设计论述，对固定管板式换热器的主要部件的设计作了详细的描述，其中包括：管程的设计，筒体的设计与强度校核，折流板的设计，管箱的设计与强度校核，封头的设计与强度校核，管板的设计与强度校核，是否安装膨胀节的判定，鞍式支座的选取与开孔补强的计算。
第四章为结果的汇总与分析，主要将第三章的计算内容进行了汇总并作了补充说明，然后对其他的标准附件进行了选择。
第五章为总结，总结了本次设计的不足，介绍了换热器在近期的发展与未来的趋势。
关键词：空气冷却器，固定管板式换热器，传热，管板，发展AbstractThis task is the design of air cooler. Air cooler have another namethat is fixed tube heat exchanger. The specification of the design contains five chapter.The first chapter is introduction. It introduces the topic of the design background, the significance of the topic and the Fact finding, and the design plan of the main work.The second chapter is demonstration program. It introduced the principle of heat transfer heat exchanger. And it introduced heatexchanger different types of heat exchange and finally focuses on the theme of fixed plate heat exchanger.The third chapter discusses the design of fixed tube heat exchanger main components. It contains: the design of tube side, design and strength check of cylinder, the design of baffles, design and strength check of tube box, design and strength check of head, design and strength check of tube plate, to determine whether to install expansion joints, the selection of saddle supports and opening reinforcement calculations.The fourth chapter is a summary and analysis of the results. It mainly summarizes the calculation of the third chapter and give a supplement. Then it has a choice off other standard accessoriesThe five chapter is summary. It summarizes the shortcomings of this design, and introduces the future of the heat exchanger.Keyword : Air cooler, Fixed plate heat exchanger, Heat transfer, Tube plate, The future目录摘要 (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2选题意义 (1)1.3调研情况 (1)1.3.1国际资源形式 (1)1.3.2国内资源形式 (2)1.3.3换热器对于我们的重大意义 (3)1.4 主要工作 (4)第二章方案论证 (5)2.1传热的基本方式及其机理 (5)2.1.1热传导 (5)2.1.2对流传热 (5)2.1.3辐射传热 (5)2.2冷、热流体热量传递方式及换热设备 (6)2.2.1间壁式传热 (6)2.2.2混合式传热 (6)2.2.3蓄热式传热 (7)2.3列管式换热器 (7)2.4固定管板式换热器 (7)2.5本章小结 (9)第三章设计论述 (10)3.1初始数据与数据处理 (10)3.2管程的设计 (10)3.2.1换热管规格与尺寸的选择 (10)3.2.2排管 (11)3.3 筒体设计 (12)3.3.1筒体壁厚的确定 (12)3.3.2筒体强度的校核 (12)3.4 折流板的设计 (14)3.5管箱的设计与长颈法兰的选择 (15)3.5.1管箱筒体的设计 (15)3.5.2长颈法兰的选择 (15)3.5.3封头的计算 (15)3.6管板的设计与强度校核 (16)3.6.1管板的设计 (16)3.6.2管板厚度的校核 (17)3.7膨胀节判定 (20)3.8鞍式支座的选用 (21)3.9开孔补强的计算 (22)3.9.1壳体管接头处开孔补强 (22)3.9.2封头管接头处开孔补强 (24)3.9.3管箱管接头处开孔补强 (26)3.10本章小结 (28)第四章结果汇总与分析 (28)4.1计算结果汇总 (28)4.2其他附件的设计与选择 (29)4.3本章小结 (30)第五章总结 (30)5.1设计中存在的问题 (30)5.1.1换热管的设计问题 (30)5.1.2折流板的设计问题 (31)5.1.3材料选择问题 (31)5.2换热器的发展前景 (31)5.2.1新型换热器的发展 (31)5.2.2近期国内外的研究方向 (32)参考文献 (33)附录 (34)附录一符号说明 (34)附录二金属需用应力 (36)附录三折流板或支撑板的最小厚度表 (36)致谢 (37)第一章绪论1.1选题背景空气冷却器在化工生产中，有着广泛的应用，同样也起着重要的作用。
它的作用是：冷却或冷凝。
主要应用于：炼油、石油化工塔顶蒸气的冷凝；回流油、塔底油的冷却；各种反应生成物的冷却；循环气体的冷却和电站汽轮机排气的冷凝。
工作压力可达69 兆帕但耗电量、噪声和占地面积均大，冷却效果受气候变化影响较大。
采用空冷器可节省大量工业用水，减少环境污染，降低基建费用。
特别在缺水地区，以空冷代替水冷，可以缓和水源不足的矛盾。
1.2选题意义空气冷却器，是以空气作为冷却剂的换热器。
换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门应用较为广泛的单元设备之一，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等应用。
据统计，在现代化学工业生产中，换热器的投资大约占设备总投资的30%，在炼油厂中，换热器占全部工艺设备的40%左右，海水淡化工艺装置，则全部由换热器组成。
能源危机，是现在社会发展，需要重视的关键问题之一，随着社会的快速发展，尤其是工业革命之后，石油，煤矿等不可再生资源由于巨大的消耗，存量已日益减少，上个世纪70 年代初发生的世界性能源危机，有力促进了传热强化技术的发展。
为了节能降耗，提高工业生产的经济效益，则换热器的应用，发展与研究就成为了一个人们所关注的课题。
1.3调研情况1.3.1国际资源形式工业革命之后，机械化的生产与生活走入了人们的生活，石油、天然气、煤炭成为了人类社会生存与发展不可或缺的化石原料。
但是作为不可再生的资源，随着开采量的日益增大，和储存量的日益减少，能源危机已经是一个讨论越来越热烈的问题。
现代社会在经济、科技、文化等领域快速的发展。
而这个发展，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。
自工业革命之后，机械化的生产与生活走入了人们的生活，石油、天然气、煤炭成为了人类社会生存与发展不可或缺的化石原料，因而它是建筑在化石能源基础之上的一种发展。
然而，由于这一经济的资源载体将在21 世纪上半叶迅速地接近枯竭。
石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为1180~1510 亿吨，以1995 年世界石油的年开采量33.2 亿吨计算，石油储量大约在2050 年左右宣告枯竭。
天然气储备估计在131800~152900 兆立方米。
年开采量维持在2300 兆立方米，将在57~65 年内枯竭。
煤的储量约为5600 亿吨。
1995 年煤炭开采量为33 亿吨，可以供应169 年。
铀的年开采量目前为每年6 万吨，根据1993 年世界能源委员会的估计可维持到21 世纪30 年代中期。