列管式换热器课程设计报告(五)

（封面） XXXXXXX学院

列管式换热器课程设计报告 题 目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师：

时 间： 年 月 日 一．课程设计任务书 ................................................................................. …………………………………. 1

（一）设计题目 ........................................................................................................................................... 1

（二）设计认务 ........................................................................................................................................ …1

（三）设计条件 ...................................................................................................................................... …..1

（四）设计要求…………………………………………………………………………………1 （五）设计进度安排……………………………………………………………………………1 二．概述.....................................................................................................................................................2 1.豆奶粉概述………………………………………………………………………………..….2 2.换热器概述………………………………………………………………………………..….2 三．工艺流程及方案………………………………………………………………………………..3

1.工艺流程图…………………………………………………………………………………...3 1.1豆奶粉的工艺流程……………………………………………………………………….....3 1.2流程图…………………………………………………………………………………….....3 1.2.1豆奶粉加工工艺流程图………………………………………………………..................3 1.2.2冷却流程图……………………………………………………………………...…....…...4 2.方案说明…………………………………………………………………………...............….4 2.1流体流入空间的选择………………………………………………………...............……..4 2.2载热体的选择…………………………………………………………………………...…..5 2.3出口温度的确定及热源温度的选择…………………………………………...............…..5 2.4流速的选择……………………………………………………………………...............…..5 2.5换热器类型的选择……………………………………………………………………………..6 四．设计计算及说明……………………………………………………………………..................6

1.流体物性的确定……………………………………………………………………...............6 1.1水的物性………………………………………………………………………….................6 1.2豆奶粉的物性…………………………………………………………………….................6 2.初步确定换热器的类型和尺寸……………………………………………………...............6 2.1计算热负荷和冷却水流量……………………………………………………….................6 2.2计算两流体的平均温度差……………………………………………………..…………...7 2.3传热面积………………………………………………………………………….................7 2.4选择管子尺寸…………………….….………………………………………..….................7 2.5计算管子数和管长，对管子进行排列，确定壳体直径………………………………......8 2.6根据管长和壳体直径的比值，确定管程数……………………………………..................8 2.7壳体直径的计算………………………...………………………………….…….................8 2.8壳体壁厚的选择……………………...…………………………………….…….................8 2.9其他附件尺寸的选择…………………………….………………………………...…...…..9 3.核算压强降…………………………………………………………………………...............9 3.1管程压强降……………………………………………………………………….................9 3.2壳程压强降………………………………………………………………………….……..10 4.核算总传热面积……………...………………………………………………….….............10 4.1管程对流传热系数i…………………………………………..……………..…...............10 4.2壳程对流传热系数o……………...……………………………………..……….............10 4.3污垢热阻……………………………………………….……....…………………….……11 4.4总传热系数oK………………………………………….……………………….................11 4.5传热面积安全系数……………………………...…….…………….……………..............11 五．主体设备结构图………….………………………………………………………...................12

六．设计结果概要表………………………………….………………………………....................12

七．对设计的评价及问题的讨论…………………………………………………...............12

参考文献………………..……………………………………………………………….........................13

附：固定管板式换热器的结构图……………….………………………………….............14

花板布置图……………………………………………………………...……………...............15 第一节 课程设计任务书 一、设计题目：列管式换热器设计。 二、设计任务：将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 三、设计条件：1.处理能力：G=16×300 t物料/d； 2. 冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为 20～35℃； 3.允许压降：不大于105 Pa； 4.传热面积安全系数5~15%； 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。 四、设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图（3号图纸）、花板布置图（4号图纸）。 7.编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。) 五、设计进度安排：一周内完成（按10个工作日计算）

设计阶段 内 容 工作日

1 准备 布置任务、现场参观，老师介绍有关情况，借阅资料 0.5 2 拟定设计方案 阅读有关资料，确定自己的流程及设计方案、步骤 2.0 及设计步骤 3 设计计算 进行具体计算并调整 3.0 4 编写说明书 整理计算结果并绘图 4.0 5 交流总结 0.5 2

第二节 概述 1. 豆奶粉概述 豆奶是将大豆浸泡后磨碎，滤去豆渣，再经均质后制得。在植物性食品中，含有人体所必需的8种必需氨基酸，还含有大量不饱和脂肪酸，容易被人体消化吸收。大豆中富含磷脂，磷脂是人体细胞膜的重要组成成分，对生长发育和神经活动具有重要作用。豆奶与牛奶相比，两者的营养价值各有千秋。牛奶含钙量高，而且容易被人体吸收；还含有少量的维生素A 和D。豆奶中含铁量和铁吸收率高于牛奶；豆奶含有植物固醇，人体吸收植物固醇后可以降低对胆固醇的吸收；豆奶中还富含维生素E。 中老年豆奶粉是根据中国营养学会制定的《中国居民膳食营养素参考摄入量》标准设计的,以大豆为主料,麦芽糖、麦芽糊精、乳糖为糖料,辅以全脂奶粉、脱盐乳清粉、精炼植物油等,同时强化多种维生素、微量元素等,其配制比例为大豆255kg、麦芽糖75kg、麦芽糊精120kg、乳糖25kg、全脂奶粉3.60kg、脱盐乳清粉28.00kg、精炼植物油6.00kg、复合维生素0.54kg、复合微量元素4.73kg、苏打粉1.09kg。 2. 换热器概述 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。 二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。 60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。