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1、目錄食品工程原理課程設計任務書………………………………2流程示意圖……………………………………………………3設計方案的確定及說明………………………………………4設計方案的計算及說明（包括校核）………………………5設計結(jié)果主要參數(shù)表……………………………………10主要符號表……………………………………………11主體設備結(jié)構(gòu)圖………………………………………11設計評價及問題討論…………………………………12參考文獻………………………………………………1211一食品工程原理課程設計任務書一．設計題目：管殼式冷凝器設計．二．設計任務：將制冷壓
2、縮機壓縮后的制冷劑（F-22，氨等）過熱蒸汽冷卻，冷凝為過冷液體，送去冷庫蒸發(fā)器使用。三．設計條件:1.冷庫冷負荷Q0=學生學號最后2位數(shù)*100（kw）；2.高溫庫，工作溫度0～4℃。采用回熱循環(huán)；3.冷凝器用河水為冷卻劑,每班分別可取進口水溫度：17～20℃（1班）、21～24℃（2班）、25～28℃（3班）、13～16℃（4班）、9～12℃（5班）、5～8℃（6班）；4.傳熱面積安全系數(shù)5%～15%。四．設計要求：1.對確定的工藝流程進行簡要論述；2.物料衡算，熱量衡算；3.確定管式冷凝器的主要結(jié)構(gòu)尺寸；4.計算阻力；5.編寫設
3、計說明書（包括：①封面；②目錄；③設計題目；④流程示意圖；⑤流程及方案的說明和論證；⑥設計計算及說明（包括校核）；⑦主體設備結(jié)構(gòu)圖；⑧設計結(jié)果概要表；⑨對設計的評價及問題討論；⑩參考文獻。）6.繪制工藝流程圖,管殼式冷凝器的結(jié)構(gòu)圖（3號圖紙）、及花板布置圖（3號或者4號圖紙）。11二、流程示意圖流程圖說明：本制冷循環(huán)選用臥式管殼式冷凝器，選用氨作制冷劑，采用回熱循環(huán)，共分為4個階段，分別是壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)。12由蒸發(fā)器內(nèi)所產(chǎn)生的低壓低溫蒸汽被壓縮機吸入壓縮機氣缸，經(jīng)壓縮后溫度升高；23高溫高壓的F—22蒸汽進入冷凝器；F—22蒸
4、汽在冷凝器中受冷卻水的冷卻，放出熱量后由氣體變成液態(tài)氨。44’液態(tài)F—22不斷貯存在貯氨器中；4’5使用時F—22液經(jīng)膨脹閥作用后其壓力、溫度降低，并進入蒸發(fā)器；51低壓的F—22蒸汽在蒸發(fā)器中不斷的吸收周圍的熱量而汽化，然后又被壓縮機吸入，從而形成一個循環(huán)。5’1是一個回熱循環(huán)。本實驗采用臥式殼管式冷凝器，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好等特點。所設計的臥式管殼式冷凝器采用管內(nèi)多程式結(jié)構(gòu)，冷卻水走管程，F(xiàn)—22蒸汽走殼程。采用多管程排列，加大傳熱膜系數(shù)，增大進，出口水的溫差，減少冷卻水的用量。11三、設計方案的確定及說明。1·流體流入空間
5、的選擇本設計采用河水為冷卻劑，河水比較臟和硬度較高，受熱后容易結(jié)垢。同時，氨走殼程也便于散熱，從而減少冷卻水的用量。因此，為方便清洗和提高熱交換率，冷卻水應走管程，氨制冷劑應走殼程。2·流速的選擇查得列管換熱器管內(nèi)水的流速，管程為0.5～3m/s，殼程0.2～1.5m/s[2]；根據(jù)本設計制冷劑和冷卻劑的性質(zhì)，綜合考慮冷卻效率和操作費用，本方案選擇流速為1.5m/s。3·冷卻劑適宜溫度的確定及制冷劑蒸發(fā)溫度，冷凝溫度，過熱溫度和過冷溫度。本設計冷卻劑的進口溫度為25～28℃[2]，可取為26℃。而一般臥式管殼式冷凝器冷卻劑的進出口的溫
6、度之差為4～，本方案取為6℃，所以出口溫度為32℃。冷庫溫度為0～4本設計取0，蒸發(fā)溫度一般比庫內(nèi)空氣低8～12本設計取可取7～14本設計取℃。過冷溫度比冷凝溫度低3～5℃本設計取℃過熱溫度比蒸發(fā)溫度高3～5℃本設計取℃4·冷凝器的造型和計算4．1水冷式冷凝器的類型本次設計是以河水為冷卻劑，本人選擇氨高效臥式冷凝器為設計對象。此冷卻系統(tǒng)的原理是將壓縮機排出的高溫、高壓氨氣等壓冷凝成液體，在冷庫中蒸發(fā)，帶走待冷物料的熱量，起到冷卻物料的效果。本方案采用F—22為制冷劑，F(xiàn)—22化學式為CHF2CL，名稱為二氟一氯甲烷，標準沸點為—40.
7、8℃，凝固溫度為—160℃，不燃燒，不爆炸，無色，無味。冷凝器型式的選擇：本方案采用臥式殼管式冷凝器。臥式管殼式水冷凝器的優(yōu)點是：111、結(jié)構(gòu)緊湊，體積比立式殼管式的?。?、傳熱系數(shù)比立式殼管式的大；3、冷卻水進、出口溫差大，耗水量少；4、為增加其傳熱面積，F(xiàn)-22所用的管道采用低肋管；5、室內(nèi)布置，操作較為方便。4．2冷凝器的選型計算4．2．1冷凝器的熱負荷4．2．2冷凝器的傳熱面積計算4．2．3冷凝器冷卻水用量+4．2．4冷凝器的阻力計算5·管數(shù)、管程數(shù)和管子的排列5．1管數(shù)及管程數(shù)5．2管子在管板上的排列方式5．3管心距6·殼體
8、直徑及殼體厚度的計算6．1殼體直徑，厚度計算四、設計計算及說明（包括校核）（一）設計計算1、冷凝器的熱負荷：冷凝器的熱負荷是制冷劑的過熱蒸汽在冷凝過程中所放出的總熱量，可用制冷劑的壓－焓圖算出。公式如下：kw式中：———
