化工原理課程設計一一換熱器
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- 化工原理課程設計--換熱器一、設計任務 1
一、設計任務
1.空氣壓縮機后冷卻器設計操作參數;
（1）空氣
處理量: 28m3/min；操作壓強：1.2MPa（絕對壓）。
空氣進口溫度 143℃，終溫：42℃
（2）冷卻劑：常溫下的水
初溫：25°；終溫：30℃；溫升
（3）冷卻器壓降：
壓降
2.設計項目
（1）確定設計方案，確定冷卻器型式，流體流向和流速選擇，冷卻器的安裝方式等。
（2）工藝設計：冷卻器的工藝設計和強度計算，確定冷卻劑用量，傳熱系數，傳熱面積，換熱管長，管數，管間距，校對壓降等。
（3）結構設計：管子在管板上的固定方式，管程分布和管子排列，分程隔板的連接，管板和殼體的連接，折流擋板等。
（4）附屬設備選型
3.設計分量
（1）設計說明書一份；
（2）冷卻器裝配圖；
（3）冷卻器工藝流程圖；
一、設計任務書
二、確定設計方案
2.1 選擇換熱器的類型
本設計中空氣壓縮機的后冷卻器選用帶有折流擋板的固定管板式換熱器，這種換熱器適用于下列情況：①溫差不大；②溫差較大但是殼程壓力較小；③殼程不易結構或能化學清洗。本次設計條件滿足第②種情況。另外，固定管板式換熱器具有單位體積傳熱面積大，結構緊湊、堅固，傳熱效果好，而且能用多種材料制造，適用性較強，操作彈性大，結構簡單，造價低廉，且適用于高溫、高壓的大型裝置中。
采用折流擋板，可使作為冷卻劑的水容易形成湍流，可以提高對流表面傳熱系數，提高傳熱效率。
本設計中的固定管板式換熱器采用的材料為鋼管(20R鋼)。
2.2 流動方向及流速的確定
本冷卻器的管程走壓縮后的熱空氣，殼程走冷卻水。熱空氣和冷卻水逆向流動換熱。根據的原則有：
（1）因為熱空氣的操作壓力達到1.2Mpa，而冷卻水的操作壓力取0.2Mpa，如果熱空氣走管內可以避免殼體受壓，可節省殼程金屬消耗量；
（2）對于剛性結構的換熱器，若兩流體的的溫度差較大，對流傳熱系數較大者宜走管間，因壁面溫度與對流表面傳熱系數大的流體溫度相近，可以減少熱應力，防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。
（3）熱空氣走管內，可以提高熱空氣流速增大其對流傳熱系數，因為管內截面積通常比管間小，而且管束易于采用多管程以增大流速。
查閱《化工原理（上）》P201表4－9 可得到，熱空氣的流速范圍為5～30 m·s-1；冷卻水的流速范圍為0.2～1.5 m·s-1。本設計中，假設熱空氣的流速為16 m·s-1，然后進行計算校核。
2.3 安裝方式
冷卻器是小型冷卻器，采用臥式較適宜。...
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