食品工程原理课程设计说明书
列管式换热器的设计
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学号：
班级：
2012年12 月 24 日
食品工程原理课程设计任务书
：学号：班级：
一、设计题目：列管式换热器设计
二、设计容
目录
一、设计意义---------------------------------------------------------------4 二、主要参数说明---------------------------------------------------------4
三、设计计算---------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案--------------------------------------------------------- -5
2、确定物性数据--------------------------------------------- -------------5
3、计算总传热系数--------------------------------------------------------6
4、计算传热面积-----------------------------------------------------------7
5、工艺结构尺寸-----------------------------------------------------------7
6、换热器核算--------------------------------------------------------------9
1）热量核算-------------------------------------------------------------9 2）换热器流体的流动阻力---------------------------------------11
3）换热器主要结构尺寸和计算结果总表------------------------12
四、参考文献
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一、设计意义
换热器广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。在食品工业中的加热、冷却、蒸发和干燥的单元操作中，我们也经常见到换热器应用于食品物料的加热或冷却。在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器应用最为广泛，因此要根据特定的工艺要求设计合理的换热器，以满足不通场所的需求。
选择换热器时，要遵循经济，传热效果优，方便清洁，符合实际需要等原则。换热器分为几大类：夹套式换热器，沉浸式蛇管换热器，喷淋式换热器，套管式换热器，螺旋板式换热器，板翅式换热器，列管式换热器等。不同的换热器适用于不同的场合。在众多类型的换热器中，浮头式换热器应用较为广泛。它的结构简单，其优点有介质间温差不受限制，可在高温，高压下工作，可用于结垢比较严重的场合，可用于管程易腐蚀场合，尤其是其管束可以抽出，以方便清洗管及壳程，管束在使用过程中由温差膨胀而不受壳体约束，不会产生温差压力，所以，首选浮头式换热器。
二、主要参数说明
B——折流板间距，m；
C——系数，无量纲；
d——管径，m；
D——换热器外壳径，m；
f——摩擦系数；
F——系数；
h——圆缺高度，m；
K——总传热系数，W/(m2·℃)；
L——管长，m；
m——程数；
n ——指数；
N ——管数；
NB ——折流板数；
Nu ——怒赛尔特准数；
P ——压力，Pa ；
Pr ——普兰特准数
q ——热通量，W/m 2；
Q ——传热速率，W ； r ——半径，m ；
R ——热阻，2/;m C W
Re ——雷诺数；
S ——传热面积，m 2；
t ——冷流体温度，℃；
T ——热流体温度，℃；
u ——流速，m/ｓ；
W ——质量流量，kg/s ；
a ——对流传热系数，2/()w m C
Δ——有限差值；
λ——导热系数，/()w m C ；
μ——粘度，Pa.s ；
ρ——密度，kg/m 3；
φ——校正系数； 下标
c ——冷流体；
h ——热流体；
i ——管；
m ——平均；
o ——管外；
s ——污垢.
三、设计计算
1.确定设计方案
工艺要求：
某生产过程中，需将11200kg/h 的牛奶从140℃冷却至50℃，冷却介质采用循环水，循
环水入口温度20℃，出口温度为40℃。允许压降不大于105Pa 。试设计一台列管式换热器并
进行核算。
（1）选择换热器的类型
两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度50℃，冷流体(循环水)进口温度20℃，出口温度40℃。浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体