冷凝器的选用课件讲解
化工设计中常用冷凝器的设计选用
化工设计中常用冷凝器的设计选用前言在化工工业中，反应器通常是不可避免会产生高温高压的情况，而反应所得的产物又需要被分离出来进行后续的处理。
其中一种常用的分离方法是利用冷凝器来将产物冷却并转化为液态，以便于下一步的处理。
因此，冷凝器在化工工业中扮演着非常重要的角色。
本文将介绍化工设计中常用的冷凝器类型及其选用的相关要点。
常见冷凝器类型管式冷凝器管式冷凝器是一种基本型的冷凝器，它由许多直管组成，这些管通常是水冷却的，被冷却的产物在管内横流或竖流。
其优点是结构简单、制造工艺较为容易，且具有较高的换热系数。
但是管式冷凝器占地面积较大，通常只适用于小规模或中等规模的操作。
壳管式冷凝器壳管式冷凝器是具有更加复杂设计的冷凝器类型，通常由许多金属管和一个外壳组成。
被冷却的产物从金属管中流过，在此之前先由过壳端流过管子壁，而冷却水从外壳流过。
壳管式冷凝器适用于大规模的化工操作，但也存在一些缺点，如成本昂贵、清洗较为麻烦等。
级串式冷凝器级串式冷凝器通常由两个或多个不同类型的冷凝器组合而成，以便于更充分的冷却产物。
比如，在某些情况下，管式冷凝器与壳管式冷凝器的组合将极大地提高产品收率。
级串式冷凝器的主要优点是其调节性可以根据反应特性进行优化。
选用要点操作压力和温度操作压力和温度是选定冷凝器类型的两个重要参考因素，因为它们不仅会影响冷凝器的选择，还会影响到冷却液的流量和性质。
在低压下，管式冷凝器可能表现出更好的效果，而壳管式冷凝器则更适用于高压操作。
对于高温操作，通常需要更加高效的冷却系统。
生产速率生产效率对于化工生产来说，是一个至关重要的因素。
冷凝器的设计和选用将影响产物分离的效率，尤其是在生产批次较大时。
因此，在设计和选用冷凝器时，需要确保能够实现最高效的产物冷却，从而确保生产的效率和质量。
实际运行机制不同的冷凝器类型在操作时有不同的冷却机制，因此在选用冷凝器的时候，需要对其实际运行机制有足够的了解。
如果不同的冷凝器相互组合，也必须确保它们的特殊运行机制可以相互协调。
冷凝器选型
冷凝器选型
系列冷凝器为立式壳管式结构。
在工作时，冷却水从上部进入冷凝器，在分水器的作用管程，与壳程的高温高压氨气换热，使过热氨气冷凝成氨液。
技术特性：
性能参数：
结构参数：
附件名称规格及数量：
LNA—25～160结构参数：
立式冷凝器
●特点
冷凝器是制冷系统中的一种主要热交换设备。
制冷工质高压、过热的蒸汽的热量通过冷凝器的传热表面传给周围介质（水或空气），制冷工质的蒸汽在放出热量的同时凝结为液体状态。
立式冷凝器占地面积小，一般设在室外的循环水槽（池）之上。
清洗方便，对于水质要求不高，水源的水量应充足，循环水量较大。
它适用于水源充足，水质较差地区。
●设计压力与试验压力
试验压力：水压试验：2.5MPa
气密试验：2MPa
设计压力：2MPa
●技术数据
型号换热面积m2容器类别
外形尺寸mm
重量kg 壳体直径高
LN-30 30
E M-2 450
5180
990
LN-35 35 500 1280。
制冷设备的选型计算介绍演示课件(34张)
图3-1 单级压缩制冷循环压焓图
②按压缩机的标准工况制冷量选型 ③ 按压缩机的性能曲线选型 ④ 按压缩冷凝机组的性能选择
QBV Vbjqq00V VjbQj
第一节 制冷压缩机的选型 计算
2.选型计算
(2)双级冷库用低温压缩机的选型计算
❖ 确定最佳中间温度 t m 的方法
① 从制冷循环的计算确定最佳中间温度 按下式计算中间压力近似值，对应的饱和温度即为中间温度
580~750
1400~1800
Δtm = 2~3℃
第二节 换热设备的选型计算
(3)冷凝器的热负荷Qk
❖有以下三种计算方法：
Qk Q0mPe
Q kqm a(h2h3)
Qk Q0
❖ 对于空气冷却式冷凝器，也可由下式计 算的名义制冷量来选择：
Q E 1E 2E 3E 4E 5E 6Q 0
图3-12 R717冷凝器的负荷系数 ψ
低的地区；
第二节 换热设备的选 型计算
（二）选型计算
1.冷凝器传热面积
AQk Qk
m2
qF Ktm
(1)冷凝器的对数平均温差⊿tm tmLt2tnK t1t1 tKt2
(K或℃)
第二节 换热设备的选型计算
(2)冷凝器的传热系数K
由冷凝器的结构型式、制冷剂种类、冷却介质的速度、温度差、传热
面上的污垢系数、传热管的材质等因素所支配。 表3-10 氟里昂冷凝器的K与qF值选取范围
G－被冷却水的质量流量（kg/s）； Cp－被冷却水的比热容（KJ/kg·K）； t1、t2－分别是被冷却水的进出口温度（℃）。
第二节 换热设备的选型计算
3. 冷却水系统设备的选型计算
（2）水泵的选型
第7章 冷凝器 2h讲诉
1.2表面式凝汽器工作原理
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1.3表面式凝汽器分类
➢ 根据冷却介质分 空气冷却式，水冷却式
➢ 根据冷却水流程分 单流程，双流程，多流程
➢ 根据抽气口位置分 气流向下式，气流向上式，
气流向心式，气流向侧式
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①气流向下式凝汽器
不易漏汽，抗氧化 能力强；易裂纹，大型 运输困难 ➢钢板焊接
结构简单，质量轻， 运输易。
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2.凝汽器的冷却水管
锌黄铜制成，其成分是铜 占68％左右，锌占32％左右。 黄铜是铜与锌的合金，改变 锌的含量，可以得到不同机 械性能的黄铜。黄铜中锌的 含量越高，其强度越大，塑 性越低。制做凝汽器铜管的 锌含量一般控制在40％以下， 含锌量过高就可能产生脆性， 使合金7月22日星期三
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1.5凝汽器真空严密性对机组运行的影响
真空系统严密性下降，使漏入或积聚在凝汽器内的空气量增 加，凝汽器的真空降低，传热效果降低，凝结水的含氧量增加， 设备的腐蚀速度加快，蒸汽分压相对降低，其凝结水温度低于 凝汽器内总压所对应的饱和温度，过冷度增加。
第五章 汽轮机凝汽设备
哈尔滨工程大学核能科学与工程教研室
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本章内容
➢凝汽设备的作用及过程 ➢抽气设备
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1.1凝汽设备的作用、分类
一、作用：
1. 在汽轮机排气口建立并维持高度真空，提高
第四章 冷凝器与蒸发器
干式壳管蒸发器
U型管式 型管式
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干式壳管蒸发器的特点
适用于氟利昂系统(易于回油 适用于氟利昂系统 易于回油) 易于回油 结构紧凑， 结构紧凑，可用于冷水机组 载冷剂不易冻结 制冷剂充注量少(系统可不设贮液器 制冷剂充注量少 系统可不设贮液器) 系统可不设贮液器 可用热力膨胀阀供液 装配工艺较复杂
壳管式 满液式 干式 水箱式
直接蒸发式空气冷却器： 直接蒸发式空气冷却器：直接冷却空气
强制通风式 自然对流式（冰箱蒸发器等） 自然对流式（冰箱蒸发器等）
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一、 满液式蒸发器 1. 卧式壳管蒸发器
液面高度 70～80％ 氨：70～80％ 氟利昂： 氟利昂：55%~65%
管外：制冷剂 管外： 管内： 管内：冷冻水
蒸发器和冷凝器的重要性
制冷系统四大部件之中的两大部件
吸热设备（蒸发器） 吸热设备（蒸发器） 放热设备（冷凝器） 放热设备（冷凝器）
制冷系统换热器的特殊性（与其他热力换热器 制冷系统换热器的特殊性（ 相比） 相比）
工作压力和温度范围比较窄 介质间的传热温差小 换热器与压缩机需要匹配（ 换热器与压缩机需要匹配（对系统冷凝温度和蒸发 温度有决定性作用） 温度有决定性作用）
K
(W/m2K)
550－650 500－600 450－550 30－45 约14
满液式
干式
直接蒸发空气 冷却 冷排管（自然 对流）
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2. 影响蒸发器传热性能的因素 （1） 机理 ）
制冷剂侧
蒸发换热
冷却介质侧
冷水器： 冷水器：水或载冷剂 直接蒸发式：空气， 直接蒸发式：空气，强制和自然对流
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2. 影响蒸发器传热性能的因素
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冷凝器和蒸发器
一、冷凝器
冷凝器按其冷却介质不同，可分为:水冷式、空气冷却式、蒸发式三 大类。
水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。水冷 式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见 的是壳管式冷凝器。
一、冷凝器
船用制冷用冷凝器几乎都采用卧式壳管式，为了防腐，其端盖内都 装有防蚀锌棒，或表面涂以防蚀涂层。冷凝器的附件有： 1.安全阀——能在冷凝器内压力过高时开启，将冷剂泄往舷外。冷凝器 （储液器）安全阀开启压力应不超过规定的压缩机设计压力。 2.放空气阀——装在壳体最高处，用来泄放制冷系统中的不凝性气体。 3.水室放气旋塞——装在两端端盖的最高处，用来泄放水侧的空气，防 止形成气囊，妨碍传热。 4.水室泄水旋塞——装在两端盖的最低处，用以在检修或冬季停用时放 空存水，防止冻结。
根据被冷却介质的种类不同， 蒸发器可分为两大类： (1)冷却液体载冷剂的蒸发器。 (2)冷却空气的蒸发器。
1.冷却液体的蒸发器
2.冷却气体的蒸发器
蒸发器的性能
蒸发器单位时间的吸热能力称为蒸发器的制冷量，用Qox表示，它反映了装置 的制冷能力。蒸发器的设计制冷量一般取冷库热负荷的1.1～1.2倍。
蒸发器的性能
冷风机有使食品干耗大、蓄冷能力小， 结霜严重时会堵塞冷风气流等缺点，而且风 机还会增加热负荷(在保温期间约占热负荷 的20%～30%)。
冷风机的空气冷却器各蛇形管均采用并 联形式，以保证制冷剂进入空气冷却器的压 降所对应的饱和温度差不超过4～5℃。
此外，当将冷凝器的下部空间兼作贮液器时，还设有液位计或液位 镜。
冷凝器的性能
冷凝器应与压缩机配套，其排热能力应与其热负荷相称。
冷凝器的排热量Qk’可用下式表示：