日产50T冷却牛奶换热器设计分解 - 图文(6)

式中

N———每一壳程的管子数目; NB———折流板数目; B———折流板间距, m; D———壳体内径, m;

F———管子排列方式对压力降的校正因数, 对于正三角形排列, F =0.5; 对于正方形斜转45°, F = 0.4;

f0———壳程流体的摩擦系数,当Re0> 500 时, f0 = 5.0Re0?0.2282 ; 其中, Re0= ( deuρ)/ μ。

nc———横过管束中心线的管数,管子按正三角形排列: nc = 1.1N;管子按正方形排列: nc = 1.19N ;

u0 ———壳程流体横过管束的最小流速, m /s , Vs———壳程流体的体积流量, m3 s。

根据管子排列方法（这里是正三角形），取F=0.5 Reo=673.24 f0=5.0Re0?0.2282=1.13 nc?1.1N?1.154?（根）9

6000-1?29（块） 200 NB? B=200mm D=400mm ρ=1035kg/m3 u0=0.0683m/s

21035?0.0683，?P1?0.5?1.13?9??29?1??368.27Pa

22?0.1?1035?0.0683??P2’?29??3.5-?210.03Pa ?0.4?2?2

总压强降：

??P??368.27?210.03??1.15

0 ?665.045Pa?50kPa 符合设计要求。

五、 辅助设备的计算及选型

序号 1 名 称 储存罐 清洗槽 巴氏杀菌机 高压均质机 红外线电脑超高温瞬时杀菌机 脱气机 包装机 型 号 Comprocess公司CNC型 Q-102 上海锐元机械设备有限公司RY-BS ER2000/10 数量 1 主 要 性 能 参 数 外形尺寸 长*宽*高mm 储罐容量：1000L—50000L 3000×3000×4000 所需功率：2KW 超声波清洗 46×595×295 2 3 1 1 占地面积：2—3 m2 1700×1200×1900 杀菌温度：65℃-99℃ 设备材质：罐体为优质SUS304/316L 2B 输出转速：4200rmp 标准线速度：23m/s 马达功率：15KW 生产能力：1000Kg/h 灭菌温度：100℃—150℃ 灭菌时间：3—5s 出液温度：30℃—50℃ 进出口尺寸： DN50 / DN50 3400×1050×1850 4 1 5 DHLX-HCSM 1 6 7 CRT 天津星火灌装机械有限公司 1 1 功率：8KW 电压：220V/380V 190×140×56 生产效率：3500—4000袋/h 750×750×1750 电压：220V 功率：1.5KW 灌装容量：100—500ml/袋

六、 设计结果汇总表

换热器主要结构尺寸和计算结果见下表： 换热器型式：浮头式列式换热器 换热器面积（㎡）：19.18 工艺参数 名称 物料名称 操作温度，℃ 流量，kg/s 流体密度，kg/m 流速，m/s 传热量，kw 总传热系数，w/㎡·℃ 对流传热系数，w/㎡·℃ 6454.4 污垢系数，㎡·k/w 阻力降，Pa 程数 使用材料 管子规格 0.00058 16789.92 2 碳钢 Φ25?2.5 管数 54 3管程 稀盐水 10/17 8.32 999.4 1.0 244.03 425.7 壳程 牛奶 76/20 1.16 1035 0.0683 844.8 0.000176 665.045 1 碳钢 管长，mm 6000

管间距，mm 折流挡板型式 壳体内径，mm 壳程流体进出口接管 传热面积

32 上下 400 排列方式 间距，mm 200 保温层厚度，mm 正三角形 切口高度225mm ?45mm?3.5mm 管程流体进出口接管接管 25.434m2 面积富裕度 ?121mm?9mm 22.51% 七、 设计评述

食工原理课程设计是培养个人综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，也起着培养学生独立工作能力的重要作用。这次化工原理课程设计是以小组为单位，然后组员各自进行相应的确定实验方案、选择流程、查取资料、进行过程和设备的计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。 在换热器的设计过程中,我感觉我的理论运用于实际的能力得到了提升，主要有以下几点：

在计算方面，这是设计第一阶段的主要任务，数据计算的准确性直接影响到后面的各阶段，这就需要我们具有极大的耐心。从拿到原始设计数据到确定最终参数，持续了将近一周，确定需要求的参数，查质料找公式，标准值等，一步一步计算。

在查找资料方面，通过本次设计，我学会了根据工艺过程的条件查找相关资料，并从各种资料中筛选出较适合的资料，根据资料确定主要工艺流程，主要

设备，以及如何计算出主要设备及辅助设备的各项参数及数据。通过课程设计可以巩固对主体设备图的了解，以及学习到工艺流程图的制法。对化工原理设计的有关步骤及相关内容有一定的了解。通过本次设计熟悉了化工原理课程设计的流程，加深了对冷却器设备的了解。在设计的过程培养了大胆假设，小心求证的学习态度。

耐心、细心、决心——是本次课程设计最大的感受。

八、 参考资料

[1] 陈敏恒 《化工原理》（上下册）（第二版）[M]. 北京：化学工业出版社 2000. [2]《换热器》兰州石油机械研究所主编，烃加工出版社,1986. [3]《化工基础实验》福建师范大学化学与材料学院编，2010.

[4]《化工原理》夏清 陈常贵 主编，姚玉英 主审，天津大学出版社,2005. [5]《化工设备机械基础》董大勤编，化学工业出版社（2006）

[6]《化工设备机械基础》第三册，化工设备机械基础编写组编，石油化学工业出版社,1978.

[7]《化工原理课程设计》贾绍义编，天津大学出版社，2002。

[8]《化工单元过程及设备课程设计》 匡国柱，北京，化学工业出版社,2002. [9]《常用化工单元设备设计》李功样 陈兰英 崔英德 编，华南理工大学出版社,2003.

九、 主要符号说明

? ——密度，㎏/m3； Cp——比热容，(kJ/(kg·K))； ?——粘度，Pa·s； ?——导热系数，W/(m2·K)；

Wh——质量流量，㎏/s； Q——热流量，kW；

A——传热面积，m2； K——总传热系数，W/（m2·K） u——馆内流体流速，m/s； di——传热管内径，m；

ns——单程管子数目； L——选取的每程管子长度，m； Nt——换热器的总管数； η——管板利用率； Dh——折流板切去的圆缺高度； ?——对流传热系数，W/(m2?oC)；Pr——普兰特准数； RS——传热面积，㎡； HP——压力，Pa； Ft

V——管程流体的体积流量，m3；

Np——管程数；

nc——横过管束中心线的管数；

——壳体内径，mm； NB——折流板数；

Re——雷诺准数； ——热阻，㎡·℃/W； ——传热面积裕度； ——污垢校正系数；