牛奶列管式換熱器

食品工程綜合實(shí)習(xí)報(bào)告題目牛奶冷卻列管式換熱器的設(shè)計(jì)姓名汪思凡學(xué)號(hào)112102014專(zhuān)業(yè)食品科學(xué)與工程班級(jí)1101班指導(dǎo)教師鄭妍職稱(chēng)助教二〇一四年六月食品工程綜合實(shí)習(xí)報(bào)告目錄TOC\o"1-3"\h\u15275摘要 2選擇方案的確定2.1選擇換熱器的類(lèi)型冷、熱兩流體的溫度、壓力不高，溫差不大，因此初步確定采用固定管板式換熱器。2.2流動(dòng)空間及流速的確定由于循環(huán)牛奶較易結(jié)垢，為便于清洗，應(yīng)使牛奶走管程，空氣走殼程。選用Φ25mm×2.5mm的碳鋼管，初定管內(nèi)流速。3確定物性參數(shù)殼程冷鹽水定性溫度管程牛奶定性溫度物料密度定壓比熱容導(dǎo)熱系數(shù)黏度牛奶47.5℃冷鹽水15℃4計(jì)算總傳熱系數(shù)4.1熱流量4.2平均傳熱系數(shù)4.3冷卻牛奶用量4.4冷卻冷鹽水用量4.5總傳熱系數(shù)k4.5.1管程傳熱系數(shù)4.5.2殼程傳熱系數(shù)先假設(shè)殼程傳熱系數(shù)為污垢熱阻為管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為5計(jì)算傳熱面積考慮15％的面積裕度：6工藝結(jié)構(gòu)尺寸6.1管徑和管內(nèi)流速選用Φ25mm×2.5mm的傳熱管（碳鋼），初取管內(nèi)流速6.2管程數(shù)和傳熱管數(shù)依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為取L=6m，管程數(shù)為4管內(nèi)流速：6.3平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)平均傳熱溫差：6.4傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，即每程內(nèi)按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距t=1.4to，則橫過(guò)管束中心線的管數(shù)6.5殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.7，則殼體內(nèi)徑為圓整可取D=500mm6.6折流擋板采取弓形折流擋板，取弓形折流擋板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的35％，則切去的圓缺高度為取折流擋板間距B=0.6ｘD則：折流擋板數(shù)為：6.7接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)冷鹽水流速為管內(nèi)徑為：圓整后可取內(nèi)徑為210mm管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速：管內(nèi)徑為：圓整后取內(nèi)徑70mm7換熱器核算7.1熱量核算7.1.1殼程對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)圓缺形折流擋板，可采用克恩公式由正三角形排列得當(dāng)量直徑殼程流通截面積：殼程流體流速及雷諾系數(shù)分別為：普蘭特?cái)?shù)：黏度校正7.1.2管程對(duì)流傳熱系數(shù)管程流通截面積：管程流體流速：普蘭特?cái)?shù)：7.1.3傳熱系數(shù)7.1.4傳熱面積該換熱器的實(shí)際面積為：該換熱器的面積裕度為：該換熱器能完成任務(wù)7.2換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力7.2.1管程流動(dòng)阻力由，傳熱管相對(duì)粗糙度，查莫迪圖的，流速，，所以管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。7.2.2殼程流動(dòng)阻力流體流經(jīng)管束的阻力流體流經(jīng)折流擋板缺口的阻力總阻力為：殼層流動(dòng)阻力在合理壓力降范圍內(nèi)。8設(shè)計(jì)結(jié)果表8-1設(shè)備名稱(chēng)牛奶冷卻列管式換熱器形式固定板管式換熱器換熱面積35.43m2工藝參數(shù)序號(hào)名稱(chēng)單位殼程管程1物料名稱(chēng)冷鹽水牛奶2操作壓力Kpa8.18.83操作溫度℃10進(jìn)/20出70進(jìn)/25出4流量Kg/h59200146005密度Kg/m3998.210306比熱容Kj/(kg·℃)4.1833.7707平均溫差℃30.68傳熱系數(shù)W/(m2·℃)664.899程數(shù)1410材質(zhì)碳鋼碳鋼11直徑mm500Φ25×2.512長(zhǎng)度mm600013壓降kpa8.18.814管子規(guī)格88根，32.5mm,△排列15折流擋板規(guī)格19塊，單弓形、立式，間距300mm，切口高度35％16說(shuō)明：（1）參照標(biāo)準(zhǔn)《固定擋板式換熱器型式與基本參數(shù)》JB/T475-92。9設(shè)計(jì)心得通過(guò)回顧此次的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，整體相對(duì)滿意，不僅按照要求設(shè)計(jì)出了所需的固定管板式換熱器，還掌握了繪圖的一席技巧，學(xué)到了許多的只是。當(dāng)然在最初的設(shè)計(jì)過(guò)程中我還是遇到了不少的困難，在最初固定管板式換熱器的選取，以及選取后在工藝流程設(shè)計(jì)中都遇到了許多的問(wèn)題，其中在確定好了設(shè)計(jì)方案后，在數(shù)據(jù)的算取中就重復(fù)試驗(yàn)了好多次才算出了符合的數(shù)據(jù)，在繪圖工程中也是經(jīng)過(guò)了反反復(fù)復(fù)的修改才最終繪出了設(shè)計(jì)圖。當(dāng)然通過(guò)對(duì)固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了許多工藝設(shè)計(jì)的基本方法。知道了如何根據(jù)設(shè)計(jì)要求的確定工藝設(shè)備，并學(xué)會(huì)了如何去查找相關(guān)資料，根據(jù)資料確定出工藝流程中的各項(xiàng)工藝參數(shù)及數(shù)據(jù)，通過(guò)核算以確定是否滿足設(shè)計(jì)要求。然后在繪圖的過(guò)程中，我更全面的了解到了固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)，從開(kāi)始頭腦中一點(diǎn)的模糊慨念都沒(méi)有到最終將固定列管式換熱器繪制出來(lái)，整個(gè)過(guò)程讓我對(duì)固定管板式換熱器有了無(wú)比深刻的認(rèn)識(shí)。最后在此次的設(shè)計(jì)中雖然都是獨(dú)立完成的，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還是少不了同學(xué)們的幫助，這讓我和同學(xué)們之間的感情更加深刻，也給我留下了一段美好的記憶。參考文獻(xiàn)[1]夏清、陳常貴主編，姚玉英主審，化工原理,天津大學(xué)出版社，2005，1

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[6]張桂昭，三效逆流加料蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)，化工設(shè)計(jì).1996（6）：6-10

[7]蔣迪清等，食品通用機(jī)械與設(shè)備，華南理工大學(xué)出版社，2001，7，111-13

[8]各類(lèi)化學(xué)工程學(xué)報(bào)、期刊、化工設(shè)備手冊(cè)及其化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品廣告致謝首先要感謝我的指導(dǎo)老師，沒(méi)有老師悉心指導(dǎo)，我肯定完成不了此次的設(shè)計(jì)過(guò)程，老師讓我從無(wú)到有，從一開(kāi)始的完全不會(huì)到最后成功的設(shè)計(jì)出方案，老師都取到了至關(guān)重要的作用，然后是各位同學(xué)們，在我不甚了解的地方，都是和他們一起討論、一起解決，這不僅讓我們學(xué)到知識(shí)，更讓我們?cè)鲞M(jìn)了友誼。謝謝在此次綜合實(shí)習(xí)中幫助過(guò)我的朋友們！

附錄符號(hào)名稱(chēng)符號(hào)名稱(chēng)牛奶的定性溫度傳熱管總根數(shù)冷鹽水的定性溫度溫度校正系數(shù)管程液體的密度橫過(guò)管束中心線的管數(shù)管程液體的定壓比熱容管心距管程液體的導(dǎo)熱系數(shù)殼體內(nèi)徑管程液體的粘度弓形折流板圓缺高度殼程液體的密度折流板間距殼程液體的定壓比熱容折流板數(shù)殼程液體的導(dǎo)熱系數(shù)接管內(nèi)徑殼程液體的粘度當(dāng)量直徑熱流量殼程流體流速總傳熱系數(shù)管程流體流速進(jìn)行換熱的兩流體之間的平均溫度差傳熱