锯齿形板式热水冷却器设计

产品冷却器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解产品冷却器的基本概念、分类及其在工业生产中的应用。

2. 学生能够掌握产品冷却器的工作原理、关键部件和冷却效果的评估方法。

3. 学生能够了解不同类型产品冷却器的优缺点，并能够根据实际需求选择合适的产品冷却器。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决产品冷却器在实际应用中遇到的问题。

2. 学生能够运用图表、数据和文字等形式，展示产品冷却器的选型、安装和使用过程。

3. 学生能够通过小组合作，完成对产品冷却器的设计、制作和性能测试。

情感态度价值观目标：1. 学生养成积极主动、严谨求实的科学态度，对产品冷却器技术产生浓厚兴趣。

2. 学生培养团队合作意识，学会倾听、尊重他人意见，共同解决问题。

3. 学生认识到产品冷却器在节能减排、环保等方面的重要性，树立绿色环保意识。

课程性质：本课程为技术应用型课程，结合实际工业生产场景，培养学生对产品冷却器知识的理解和应用能力。

学生特点：初三学生，具有一定的物理基础，好奇心强，喜欢动手实践，但注意力容易分散。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以案例导入、小组讨论、实验操作等形式，激发学生学习兴趣，提高教学效果。

通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在学习过程中能够明确自己的任务和目标，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 产品冷却器概述- 冷却器的定义、分类及作用- 冷却器在工业生产中的应用案例2. 产品冷却器的工作原理与关键部件- 冷却器的工作原理- 冷却器关键部件的结构与功能- 冷却效果的评估方法3. 不同类型产品冷却器的优缺点及应用- 风冷式、水冷式、油冷式等冷却器的特点- 不同类型冷却器的适用场景及选型要点4. 产品冷却器的选型、安装与使用- 冷却器选型的依据和方法- 冷却器的安装位置、方式及注意事项- 冷却器的使用与维护5. 产品冷却器的设计与制作- 冷却器设计的基本要求- 设计方案的形成与优化- 小组合作完成冷却器的制作和性能测试教学内容安排与进度：第一课时：产品冷却器概述第二课时：产品冷却器的工作原理与关键部件第三课时：不同类型产品冷却器的优缺点及应用第四课时：产品冷却器的选型、安装与使用第五课时：产品冷却器的设计与制作（含小组讨论、实验操作等）教材章节关联：本教学内容与《物理》课本第四章“热学”内容相关，重点关注热交换器（冷却器）的工作原理、选型和应用等方面。

板式冷却水器板内部结构板式冷却水器是一种常用的热交换设备，用于冷却工业生产中的热介质。

它的内部结构设计合理，能够有效地实现热量传递和冷却效果，具有较高的热交换效率。

一、板式冷却水器的板内部结构板式冷却水器的板内部结构主要包括板片、流体通道和密封垫等组成部分。

1. 板片：板片是板式冷却水器的核心组成部分，通常由金属材料制成。

板片的形状和排列方式对热量传递效果有着重要影响。

常见的板片形状有波纹状、直纹状和蛇纹状等，其中波纹状板片的热交换效果最佳。

板片之间通过密封垫进行连接，形成流体通道。

2. 流体通道：流体通道是板式冷却水器内流体流动的通道。

通过合理设计的流体通道，可以使冷却介质在板片之间形成均匀的流动，从而实现热量的传递和冷却效果。

流体通道的宽度和长度等参数需要根据具体的工艺要求进行设计。

3. 密封垫：密封垫起到连接板片的作用，可以防止流体泄漏和交叉污染。

常见的密封垫材料有橡胶和硅胶等，具有较好的密封性能和耐高温性能。

二、板式冷却水器的工作原理板式冷却水器通过将待冷却的介质和冷却介质分别流动在板片的两侧，实现热量的传递和冷却效果。

1. 待冷却介质流动：待冷却介质通过流体通道，在板片的一侧流动。

在流动过程中，待冷却介质的热量会通过板片传递到另一侧。

2. 冷却介质流动：冷却介质通过流体通道，在板片的另一侧流动。

冷却介质的低温会吸收待冷却介质传递过来的热量，使得待冷却介质的温度降低。

3. 热量传递：待冷却介质和冷却介质在板片两侧形成热量传递，热量从高温一侧传递到低温一侧。

通过多次循环流动，可以实现热量的逐渐降低，达到冷却的效果。

三、板式冷却水器的优势和应用领域板式冷却水器具有以下优势：1. 热交换效率高：由于板片的形状和排列方式的特殊设计，板式冷却水器的热交换效率较高，可以实现较快的冷却效果。

2. 结构紧凑：板式冷却水器可以通过不同板片的组合形成紧凑的结构，占用空间小，适用于一些空间有限的场所。

3. 操作维护方便：板式冷却水器的板片可以拆卸和清洗，方便进行维护和保养。

循环水冷却器设计[摘要]：传热过程是化工生产过程中存在的及其普遍的过程，实现这一过程的换热设备种类繁多，是不可缺少的工艺设备之一。

由于使用条件不同，换热设备可以有各种各样的型式和结构。

其中以管壳式换热器应用更为广泛。

现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中仍处于主导地位。

循环水冷却器是换热设备中的一种，是企业生产中的重要设备。

它的作用是通过温度相对较低的水来把其他设备所产生的热量带走，从而使设备部分的温度保持在一个生产所需要的水平，使设备正常工作。

因此，循环水冷却器的设计对企业的生产是很重要的，它很可能影响企业的经济损失，对其的设计具有很强的实际意义。

本设计是对管壳式换热器中固定管板式换热器的研究。

固定管板式换热器属于管壳式换热器的一种，是利用间壁使高温流体和低温流体进行对流传热从而实现物料间的热量传递。

在本设计中以GB 150-2011《压力容器》、GB 151-1999《管壳式换热器》等标准和《固定式压力容器安全技术监察规程》为依据，并参考《换热器设计手册》，首先通过方案的论证，确定物料的物性参数，再结合工作条件，选定换热器的形式。

根据设计任务，完成对换热面积、总换热系数等工艺参数的确定，同时进行换热面积、壁温和压力降的核算。

再根据工艺参数进行机械设计，机械设计主要包括对筒体、管箱、管板、折流板、封头、换热管、鞍座及其它零部件，如拉杆、定距管等的计算和选型等，并进行必要的强度核算，最后运用AutoCAD绘制固定管板式换热器的装配图及零部件图，并编写说明书。

[关键词]：换热器、换热面积、管板、换热管。

Circulating water cooler design[Abstract]:The heat transfer process is the chemical production process of existence and its general process, heat equipment for this process is various, is one of the indispensable process equipment. Due to the use of different conditions,heat exchange equipment can have various types and structure. The tubular heat exchanger applied more widely. Now, it is regarded as a kind of traditional standard heat exchange equipment widely used in many industrial departments, especially used in chemical, petroleum, energy equipment department.Heat transfer equipment is still in a dominant position.Circulating water cooler is a change of thermal equipment, is the important equipment in the production. It is the role of the relatively low temperature water to take away the heat generated by the other device, so as to make part of the temperature is maintained at the required a production level, so that the normal operation of the equipment. Therefore, the production design of circulating water cooler of enterprise is very important, it is likely to affect the economic losses of enterprises, which is of great practical significance to the design.This design is for the study of fixed tube plate heat exchanger on the tube shell type. A fixed tube plate heat exchanger, belonging to the shell and tube heat exchanger, is the use of the high temperature fluid and wall temperature fluid of convective heat transfer and heat transfer between the material. In this design, the GB 150-2011 "," GB 151-1999 "pressure vessel shell and tube type heat exchanger" standards and "fixed pressure vessel safety technology supervision regulation" as the basis, and with reference to "Design Handbook" heat exchanger, the scheme is demonstrated, to determine the physical material parameters, combined with the working conditions, select the type of heat exchanger. According to the design task, determine the process parameters on the heat transfer area, the total heat transfer coefficient, and heat transfer area, wall temperature and pressure drop calculation. Then the mechanical design based on process parameters, mechanical designincluding the tube, tube box, tube plate, baffle, head, tube heat exchanger, saddle and other parts, such as the bar, fixed pitch pipe calculation and selection, and calculated the strength necessary, finally using AutoCAD drawing fixed tube plate heat exchanger the assembly diagram and parts diagram, and writing a specification. [keyword]:heat exchanger,the heat transfer area,tube sheet,heat exchange tube.目录1 概述 (1)1.1 选题的根据和意义 (1)1.2 本设计的目的和要求 (2)1.3 国内外现状和发展趋势 (2)2 管壳式换热器的分类和选型 (3)2.1 分类 (3)2.2 选型 (6)3 换热器的工艺设计 (7)3.1 工艺计算 (7)3.1.1 流径选择 (7)3.1.2 确定物性参数 (7)3.1.3 热负荷及冷却水用量计算 (8)3.1.4 传热平均温度差的计算 (8)3.1.5 计算传热面积 (9)3.1.6 计算工艺结构尺寸 (9)3.2 换热器核算 (15)3.2.1 传热能力核算 (15)3.2.2 壁温核算 (18)3.2.3 换热器内流体的流动阻力 (19)3.3 换热器主要结构尺寸和计算结果 (22)4 换热器的机械设计 (23)4.1 计算筒体厚度 (23)4.1.1 筒体材料的选择 (23)4.1.2 筒体厚度 (23)4.2 计算管箱短节、封头厚度 (24)4.2.1 管箱的结构形式 (25)4.2.2 管箱结构尺寸 (25)4.2.3 管箱短节及封头厚度 (26)4.3 开孔补强的校核 (29)4.3.1 管箱短节开孔补强的校核 (29)4.3.2 筒体节开孔补强的校核 (31)4.3.3 排气口、排液口开孔补强的校核 (33)4.4 管板设计 (33)4.4.1 换热管与管板的连接 (34)4.4.2 管板与壳体的连接 (35)4.4.3 管板与管箱的连接 (37)4.4.4 管板材料 (37)4.4.5 管板计算的相关参数的确定 (38)4.4.6 计算法兰力矩 (40)4.4.7 管板计算的另一些相关参数的确定 (45)4.4.8 校核设计条件不同的组合工况 (47)4.5 换热管 (59)4.5.1 换热管的型式 (59)4.5.2 换热管的材料与质量等级 (60)4.5.3 管孔 (60)4.6 折流板 (60)4.6.1 材料的选取 (60)4.6.2 折流板的间隙 (60)4.6.3 折流板的厚度 (61)4.7 拉杆、定距管 (61)4.7.1 拉杆的结构形式 (61)4.7.2 拉杆直径、数量和尺寸 (61)4.7.3 拉杆与管板的连接结构 (62)4.8 防冲板和导流筒 (63)4.9 支座 (63)4.9.1 鞍式支座的结构特征 (63)4.9.2 支座反力的计算 (64)4.9.3 鞍座的型号及尺寸 (65)4.9.4 鞍座的布置 (65)4.10 接管 (66)4.10.1 接管的要求 (66)4.10.2 接管高度（伸出的高度）的确定 (66)4.10.3 接管位置最小尺寸 (67)4.10.4 接管尺寸 (68)4.10.5 管法兰的选择 (68)4.11 膨胀节 (70)4.11.1 膨胀节的作用 (71)4.11.2 设置膨胀节的条件 (71)5 换热器的制造与检验要求 (71)5.1 圆筒 (72)5.2 管箱 (73)5.3 换热管 (73)5.4 管板 (73)5.5 换热管与管板的连接 (73)5.6 折流板 (74)6 总结 (74)7 主要参考文献 (75)致谢语 (76)循环水冷却器设计1 概述使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热器。

冷却器设计方案哎呀，说起冷却器设计方案，这可真是个有趣又有点复杂的事儿。

我先给您讲讲我之前遇到的一个情况。

有一次，我去一家工厂参观，正好看到他们在为一个新的生产设备安装冷却器。

那场面，真是热火朝天。

工人们忙前忙后，技术人员拿着图纸指指点点。

我凑过去一看，发现他们正在为冷却器的安装位置争论不休。

咱先来说说冷却器设计的基本原理。

这就好比大热天您想让自己凉快下来，得有个有效的办法不是？冷却器就是要把热量带走，让设备保持在合适的温度。

冷却器的类型那也是五花八门。

比如说风冷式冷却器，就像是吹风扇，靠空气流动来散热。

还有水冷式冷却器，这就好比您热了泡在水里，水把热量带走。

风冷式冷却器呢，结构相对简单，维护也容易，但是散热效果可能没有水冷式那么厉害。

水冷式冷却器散热效果好，可系统复杂点，还得注意防止漏水啥的。

在设计冷却器的时候，得考虑好多因素。

首先就是热负荷，这就好比您知道自己有多热，才能决定用多大的风扇或者多少水来降温。

然后是冷却介质的选择，是用空气还是水，或者其他特殊的介质，这得根据具体情况来。

还有传热系数，这可是个关键指标，它决定了冷却器的效率。

再说冷却器的结构设计。

您得考虑管子的排列方式，是顺排还是叉排？这可影响着空气或者水流的流动，进而影响散热效果。

还有管子的直径和长度，太粗太长不行，太细太短也不行，得恰到好处。

另外，散热片的形状和间距也很重要，就像窗户的格子，间距合适才能通风良好。

还有啊，密封问题也不能忽视。

要是密封不好，漏风漏水，那这冷却器可就没法好好工作了。

而且，材料的选择也得讲究。

要能耐高温、耐腐蚀，还得有良好的导热性能。

回到我开头说的那个工厂，最后他们经过一番讨论，综合考虑了各种因素，终于确定了一个满意的设计方案。

看着他们完成安装，调试成功，设备正常运转，那感觉真不错。

总之，冷却器设计方案可不是一拍脑袋就能决定的，得综合考虑各种因素，精心设计，才能让冷却器发挥出最佳效果，保证设备的正常运行。

南京工业大学《材料工程原理B》课程设计设计题目：热水冷却器的设计专业：班级：高材学号：姓名：日期：指导教师：设计成绩：日期：设计任务书（一）设计题目热水冷却器的设计（二）设计任务及操作条件1.处理能力40.5 t/a热水102.设备型式锯齿形板式换热器3.操作条件（1）热水：入口温度80℃，出口温度60℃（2）冷却介质：循环水，入口温度32℃，出口温度 40℃（3）允许压强降：不大于5×105Pa（4）每年按330天计，每天24小时连续运行4.建厂地址天津地区（三）设计要求选择适宜的锯齿形式板式换热器并进行核算。

目录1 概述1.1 板式换热器的基本结构 (4)1.2板式换热器的优缺点 (6)1.3板式换热器与管式换热器的比较 (7)1.4板式换热器的实际应用 (8)2 设计方案简介2.1板式换热器的选型 (9)2.2板式换热器的优化设计方向 (10)2.3 工艺流程简图 (13)3 热水冷却器的设计工艺计算3.1符号说明 (14)3.2定性温度下的物性数据 (14)3.3计算热负荷 . (15)3.4计算平均温度差 (15)3.5初估换热面积及初选板型 (15)3.6核算总传热系数K (16)3.7估算传热面积 (18)3.8计算压力降 (18)4 辅助设备的选择与计算4.1泵的选择 (19)5 设计结果概要 (21)附录工艺流程图 (23)主体设备图 (24)参考资料 (25)设计小结 (26)1 概述板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。

各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。

板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。

1.1 板式换热器的基本结构1.1.1整体结构1.1.2 组装型式板式换热器的流程是根据实际操作的需要设计和选用的，而流程的选用和设计是根据板式换热器的传热方程和流体阻力进行计算的。

图为三种典型的组装型式。

串联流程并联流程混合流程板式换热器组装型式的表示方法为： 22112211b n b n a m a m ++ 式中：1m ，2m ，1n ，2n 表示程数；1a ，2a ，1b ，2b 表示每程流道数；原则上规定分子上为热流体流程，分母上为冷流体流程。

冷却器设计方案在现代工业生产中，冷却器是一种重要的设备，用于将高温的物体或介质冷却至所需的温度范围内。

本文将讨论冷却器的设计方案，包括冷却原理、设计要素和优化方法。

一、冷却原理冷却器的工作原理基于热传导和对流传热。

当高温物体或介质与冷却器接触时，传热会通过物体与冷却介质之间的热传导，以及冷却介质与周围环境的对流传热来实现。

二、设计要素1. 散热面积：合理确定冷却器的散热面积是设计的重要一环。

散热面积越大，冷却效果越好。

因此，在设计中应尽量增大散热面积，可以通过增加冷却器的长度、宽度或增加散热片的数量来实现。

2. 冷却介质选择：不同的冷却介质对于冷却效果有着重要的影响。

一般情况下，水具有良好的导热性和对流性能，是较常用的冷却介质。

但在特殊情况下，也可以选择其他介质，如油、空气等，根据具体要求进行选择。

3. 冷却速度：冷却速度是指冷却器在单位时间内冷却物体或介质的能力。

为了提高冷却速度，可以采用增设风机、增加水流速度等方法，增强对流传热效果。

4. 材料选择：冷却器所使用的材料直接影响到其散热效果和使用寿命。

一般而言，具有良好导热性的金属材料，如铜、铝等，可以更好地传导热量，提高散热效果。

三、优化方法1. 流动分析：通过数值模拟或实验方法，进行流动分析，优化冷却器的结构和设计。

在不同工况下，根据流体的流动情况和热传导特性，进行优化，以提高冷却效果。

2. 散热片设计：合理设计散热片的形状、间距和数量，以增大散热面积，提高传热效率。

同时，对散热片进行表面处理，增强其导热性能。

3. 热交换器应用：冷却器可以与热交换器相结合，通过增加热交换面积，提高冷却效果。

在选择热交换器时，应考虑其传热系数、压降和占用空间等因素。

4. 温度控制：根据冷却的要求，设计合适的温度控制系统，能够精确控制冷却介质的温度，提高冷却器的工作效率。

结论冷却器设计方案的选择和优化对于工业生产中的热管理至关重要。

通过合理确定散热面积、冷却介质选择、冷却速度和材料选择，可以提高冷却器的效果和寿命。

《化工原理课程设计》2013-2014 第二学期设计题目：热水冷却器的设计___________姓名： _____________________________________学号： _____________________________________班级： _____________________________________指导教师： __________________________________日期：_____________________________________目录1.确定设计方案 (3)1.1 选择换热器的类型 (3)1.2 设计要求 (3)1.3 符号说明 (3)2热水冷却器的设计工艺计算 (4)2.1 设计原始数据 (5)2.2 设计计算 (6)2.3 初估换热面积及初选版型 (6)2.4 计算总传热系数K (8)(1) 计算热水侧的对流给热系数 (8)(2) 计算冷水侧的对流给热系数 (8)(3) 金属板的热阻 (8)(4) 污垢热阻 (9)(5) 总传热系数K (9)2.5 计算传热面积 (10)2.6 压降计算 (10)3 设计结果评价 (11)[ 参考文献] (12)1.确定设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度85C，出口温度55C; 冷流体人口温度32 C,出口温度40 C。

该换热器用循环冷却水冷却, 初选BJ0.2锯齿形波纹板片的板式热水冷却器。

1.2设计要求处理能力：仁27 104 t a热水设备形式：锯齿形板式换热器操作条件热水：入口温度80C，出口温度:60 C,压力为0.2Mpa。

冷却介质：循环水，入口温度32C，出口温度40C，压力为0.3Mpa。

允许压降：不大于105Pa每年按330天计，每天24小时连续运行1.3符号说明2.热水冷却器的设计工艺计算2.1设计原始数据出入换热器的流体温度及流量、设计压力如表所示表介质的温度及流量查化工原理附录，两流体在定性温度下的物性数据如下表：表介质的定性温度及物性数据2.2设计计算计算热负荷Q1600 4 Q n W h C ph C -T 2) 4187 80-60 =3.72 10 W 36001.流体的平均温度 Tm 和tm:2.计算有效平均温差L t2 -逆流平均温度差可按人tm百=33.6 Cln ——其中, 也二T 2 -匕=60 -32 =28 C, ：t 2—t 2 =80 — 40 =40 C2.3初估换热面积及初选板型对于粘度小于1X 10-3Pa 〃s 的热水与循环冷却水的换热，列管式 换热器的K 值大约为850〜1700W/r r ? C ，而板式热水冷却器的K 值大2约为为列管式换热器的2〜4倍，则可初估K 为2500 W/m ? C 。

化工原理课程设计题目：热水冷却器的设计学生姓名：李静学号：0911403011系别：化学与化学工程系专业：制药工程指导教师：刘艳起止日期：2011-6-12011年6月10日设计任务书一、设计题目□□热水冷却器的设计二、设计参数□□（1）处理能力 2.5×104t/a热水。

□□（2）设计形式锯齿形板式换热器□□（3）操作条件①热水：入口温度85℃,出口温度60℃。

②冷却介质：循环水，入口温度32℃,出口温度40℃。

③允许压降：不大于105pa。

④每年按330天计，每天24小时连续运行。

⑤建厂地址：湖南地区。

三、设计内容及要求□□（1）计算热负荷□□（2）计算平均温度差□□（3）初估换热面积及初选板型□□（4）核算总传热系数K□□（5）计算传热面积S□□（6）压降计算□□（7）板式换热器滚个选型□□（8）附属设备的选型□□（9）换热工艺流程图（手绘A2），主体设备工艺条件图（手绘A1）。

目录(小三号黑体居中)（空一行）1概述..............................................................................................................................1.1板式换热器的简介...............................................................................................1.2设计方案简介.......................................................................................................1.3确定设计方案.......................................................................................................1.3.1工艺流程............................................................................................................1.3.2换热器选型........................................................................................................1.4符号说明............................................................................................................... 2主要设备工艺计算......................................................................................................2.1计算定性温度.......................................................................................................2.2计算热负荷...........................................................................................................2.3计算平均温差.......................................................................................................2.4初估换热面积S及板型.......................................................................................2.5核算总传热系数K..............................................................................................2.5.1计算热水侧的对流给热系数............................................................................2.5.2计算冷水侧的对流给热系数............................................................................2.5.3金属板热阻........................................................................................................2.5.4污垢热阻............................................................................................................2.5.5总传热系数........................................................................................................2.6估算传热面积S..................................................................................................2.7计算压力降ΔP .................................................................................................. 3换热器主要技术参数和计算和结果.......................................................................... 设计评述......................................................................................................................... 参考文献......................................................................................................................... 附录................................................................................................................................. 附录1.............................................................................................................................. 附录2.............................................................................................................................. 附录3 ..............................................................1 概述换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

化工原理课程设计任务书
设计题目：热水冷却器的设计
系别：食品科学系
专业：食品科学与工程
起迄日期: 2010年 5月25日~ 2010 年 6月 03日
化工原理课程设计任务书
xx课程设计任务书
课程设计说明书设计名称化工原理课程设计
设计题目热水冷却器的设计设计时间2010.5.25——2010.6.03 系别食品科学系
专业食品科学与工程
2010 年 6 月03日
化工原理课程设计说明书
目录
（一）课程设计的任务和要求：设计方案 (1)
（二）设计计算过程...................................................2~4 （三）主要性能参数 (5)
（四）对课程设计成果的要求 (6)
（五）主要参考文献 (6)
（六）课程设计工作计划进度 (6)。