管殼式冷凝器設計

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1、食品工程原理課程設計題目：管殼式冷凝器設計姓名：謝露系別：生命科學學院專業(yè)：食品科學與工程班級：11103班學號：201113040329指導教師：李琳2013年6月23日食品工程原理課程設計任務書流程示意圖17設計方案的確定及說明6設計方案的計算及說明（包括校核）8設計結(jié)果主要參數(shù)表15主要符號表16主體設備結(jié)構(gòu)圖17設計評價及問題討論17參考文獻?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

2、使用。三.設計條件：1?冷庫冷負荷Q。二學生學號最后2位數(shù)*100（kw）；2?高溫庫，工作溫度0?4°C。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°C（1班）、21?24°C（2班）、25?28°C（3班）、13?16°C（4班）、9?12°C（5班）、5?8°C（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?編寫設計說明書（包括：①封面；②目錄；③設計題

3、冃；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)圖二、流程示意圖圧縮機流程圖說明：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)。廠2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；廠3高溫高壓的F-22蒸汽進入冷凝器；F-22蒸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。車f

4、4^液態(tài)F—22不斷貯存在貯氨器中；廠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；L1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，然后乂被壓縮機吸入，從而形成一個循環(huán)。戸f1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。三、設計方案的確定及說明。1?流體流入空間的選擇本設計采用河水為冷卻劑，河水比較

5、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/So3?冷卻劑適宜溫度的確定及制冷劑蒸發(fā)溫度5,冷凝溫度4,過熱溫度‘P和過冷溫度t

6、出口的溫度之差為4?個2,本方案取為6°C,所以出口溫度。為32°Co冷庫溫度為0?41本設計取01,蒸發(fā)溫度一般比庫內(nèi)空氣低8-121本設計取tk11可取7-141本設計取4=3&oCo過冷溫度比冷凝溫度低3?5°C本設計取5=32°C過熱溫度比蒸發(fā)溫度高3?5°C本設計取S二1°C4?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

7、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—40.8°C，凝固溫度為一160°C,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:1、結(jié)構(gòu)緊湊，體積比立式殼管式的小；2、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

8、.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）（-）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，可用制冷劑的壓一焙圖算出。公式如下：2二免okw式中:0冷凝器的熱負荷，kw；20制冷量，2900kw；0系數(shù)，與蒸