食品工程原理课程设计

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食品工程原理课程设计

1 食品工程原理课程设计任务书

一.设计题目：管壳式冷凝器设计。

二.设计任务：将制冷压缩机压缩后的制冷剂（如F-22、氨等）过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。

三.设计条件：1.冷库冷负荷Q0=学生学号最后2位数×100（kW）

2.高温库，工作温度0~4℃，采用回热循环；

3.冷凝器用河水为冷却剂，每班分别可取进口水温度：21~25℃（1班）、6~10℃（2班）、11~15℃（3班）、16~20℃（4班）、1~5℃（5班）

4.传热面积安全系数5~15%。

四、设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述；

2.物料衡算、热量衡算；

3.确定管壳式冷凝器的主要结构尺寸；

4.计算阻力；

5.编写设计说明书（包括：①封面；②目录；③设计题目（任务书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。）

6.绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的结构图（3号图纸）、及花板布置图（3号或者4号图纸）。

1 1 前言............................................................................................................................................. 1

2 制冷器工作原理概要 ................................................................................................................. 1

3 设计方案确定与论证 ................................................................................................................. 2

3.1 制冷剂的选择 ................................................................................................................... 2

3.2 冷凝器型式的选择 ........................................................................................................... 4

3.3 流动空间的选择 ............................................................................................................... 4

3.4 流速的确定 ....................................................................................................................... 5

3.5 流体进出口温度的确定 ................................................................................................... 6

3.6制冷剂的蒸发温度，冷凝温度和过冷温度的确定 ........................................................ 6

3.7 冷凝器传热系数设定 ..................................................................................................... 6

3.8管径的选择 ........................................................................................................................ 7

4 设计计算及说明 ......................................................................................................................... 7

4.1 热负荷QL的计算 ........................................................................................................... 7

4.2 计算两流体的对数平均温差 ................................................................................. 7

4.3 换热面积F的初步估算 ................................................................................................. 7

4.4 冷凝器冷却水用量 ......................................................................................................... 7

4.5 管数、管程数和管束的分程、管子的排列 ................................................................. 8

4.6 管心距a、偏转角α ...................................................................................................... 9

4.7 换热器壳体相关工艺参数的初步确定 ......................................................................... 9

4.7.1 壳体内径的计算 ................................................................................................. 9

4.7.2 壳体厚度S ........................................................................................................ 10

5 核算部分 ................................................................................................................................... 11

5.1 管道内流体实际流速 ................................................................................................... 11

5.2 雷诺数数计算及流型判断 ........................................................................................... 11

5.3 传热系数的核算 ........................................................................................................... 11

5.3.1 管内冷却水的传热膜系数i .......................................................................... 11

5.3.2 管外制冷剂冷凝膜系数o ............................................................................. 11

5.3.3 以管外表面积为基准的传热系数Ko .............................................................. 12

5.4 冷凝器阻力计算 ........................................................................................................... 13

5.5 长径比 ........................................................................................................................... 13

5.6 冷凝器传热面积安全系数 ........................................................................................... 13

5.7 回热计算 ....................................................................................................................... 13

6 设计结果概要表 ....................................................................................................................... 14

7 对设计的评价及问题讨论 ....................................................................................................... 15

7.1 设计的评价 ................................................................................................................... 15

7.2 问题讨论 ....................................................................................................................... 16