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《食品工程原理課程設(shè)計---管殼式冷凝器設(shè)計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、食品工程原理課程設(shè)計說明書管殼式冷凝器設(shè)計姓名:郭szsz學號:0班級:食工100118目錄食品工程原理課程設(shè)計任務(wù)書……………………………2流程示意圖…………………………………………………3設(shè)計方案的確定及說明……………………………………4設(shè)計方案的計算及說明(包括校核)……………………6離心泵的相關(guān)計算及選擇……………………………………13設(shè)計結(jié)果主要參數(shù)表……………………………………14主要符號表……………………………………………15設(shè)計評價及問題討論……………………………………16參考文獻……………………………………………1718
2、一食品工程原理課程設(shè)計任務(wù)書一.設(shè)計題目管殼式冷凝器設(shè)計.二.設(shè)計任務(wù):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)器使用。三.設(shè)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15℃4.傳熱面積安全系數(shù)5%~15%。四.設(shè)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;184.計算阻力;5.編寫設(shè)計說明書(包括:①封面;②目錄;③設(shè)計題目
3、;④流程示意圖;⑤流程及方案的說明和論證;⑥設(shè)計計算及說明(包括校核);⑦主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖;⑧設(shè)計結(jié)果概要表;⑨對設(shè)計的評價及問題討論;⑩參考文獻。)6.繪制工藝流程圖,管殼式冷凝器的裝配圖A3紙一張。二、流程示意圖流程圖說明:18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)。1→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;2→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。4→4’液態(tài)F—22不
4、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;5→1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(shè)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(shè)計方案的確定及說明。1·流體流入空間的選擇18本設(shè)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,
5、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(yīng)走管程,氨制冷劑應(yīng)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(shè)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(shè)計冷卻劑的進口溫度為15℃。而一般臥式管殼式冷凝器冷卻劑的進出口的溫度之差為4~10℃,本方案取為6℃,所以出口溫度為21℃。冷庫溫度為0~4本設(shè)計取0℃,蒸發(fā)溫度一般比庫
6、內(nèi)空氣低8~12℃本設(shè)計取t0=-10℃可取7~14℃本設(shè)計取tk=25℃。過冷溫度比冷凝溫度低3~5℃本設(shè)計取tu=20℃過熱溫度比蒸發(fā)溫度高3~5℃本設(shè)計取tp=-5℃4·冷凝器的造型和計算4.1水冷式冷凝器的類型本次設(shè)計是以河水為冷卻劑,本人選擇氨高效臥式冷凝器為設(shè)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。本方案采用氨為制冷劑,氨化學式為NH3,標準沸點為—33.34°C,密度比空氣小,極易溶于水,易液化。冷凝器型式的選擇:18本方案采用臥式殼管式冷凝
7、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??;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,氨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·殼體直徑及殼體厚度的計算6.1殼體直徑,厚度計算四、設(shè)計計算及說明(包括校核)(一)設(shè)計計算181、冷凝器的熱負荷:冷
8、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:————冷凝器的熱負荷,kw;————制冷量,500kw;————系數(shù),與蒸發(fā)溫度tk、