武汉理工大学《工程热力学与传热学》课程设计说明书解读

武汉理工大学《工程热力学与传热学》课程设计说明书

学 号： 01211

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

船舶柴油机高温淡水冷却器设计

能源与动力工程学院 能源动力系统及自动化

2013 年 1 月 17 日

武汉理工大学《工程热力学与传热学》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 能源与动力工程学院 题目:船舶柴油机高温淡水冷却器设计 初始条件：

（1）高温淡水进口水温为：85℃； （2）高温淡水出口水温为：72℃；

3

（3）高温冷却淡水流量为：58m/h； （4）低温淡水进口水温为：33℃； （5）低温淡水出口水温为：45℃； （6）允许最大压力降：0.1Mpa；

（7）冷却器结构类型：壳管式换热器或板式换热器任选其一。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1．编制设计书1份，内容包括： （1）设计依据； （2）设计原理； （3）设计步骤；

（4）热力计算过程（采用平均温差法或传热有效度_传热单元数法）； （5）阻力计算过程等。

2．设计图纸（选做）：1）外形结构图（2号图纸）；2）流体流程图（3号图纸）。 3. 设计说明书撰写严格按照附件中的格式书写要求执行。

时间安排：

序号 1 2 3 4 5 内 容 熟悉设计任务书、指导书，收集资料。 热力和阻力计算等 换热面积计算等 设计说明书整理 答辩 合 计 所用时间 8学时 16学时 8学时 7学时 1学时 40学时

指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

武汉理工大学《工程热力学与传热学》课程设计说明书

摘要

船舶柴油机高温淡水冷却器被广泛的应用在油轮，液化气船，集装箱船，散货船和工程船上，在船舶的航行过程中起到重要的作用。是提高船舶能源利用率的主要设备之一，随着国内对于工业企业提高能效、降低能耗要求的日趋迫切，传热系数高，抗结垢能力强，显著提高热能利用效率，实现小温差传热，节能降耗的高效换热器必将成为加快国内节能减排的利器之一。

本文根据设计要求，选取一台1-2型固定管板式管壳换热器，采用逆流布置，管侧走冷流体，壳侧走热流体。采用平均温差法设计换热器，利用热平衡方程和传热方程计算传热量、传热面积。首先，假定换热系数以及管道中流体流速，根据已知条件以及相应的国家标准设计出一台结构确定的换热器；再由设计出来的换热器计算其传热系数，并与假定的比较；然后由实际的传热系数计算出所需要的传热面积，进而校核传热系数、传热面积、管程和壳程的压力降。

学习、研究、设计换热器，能够增强对所学专业的热爱，加深对工程热力学及传热学相关知识的理解，有助于今后的理论研究。

关键词：固定管板式换热器 平均温差法 压力降 结构设计

武汉理工大学《工程热力学与传热学》课程设计说明书

主要符号表

t'01 高温淡水进口水温.C t\1

高温淡水出口水温.0C qv

高温冷却淡水流量.m3/h t'2 低温淡水进口水温.0C t'2 低温淡水出口水温.0C

?P

允许最大压力降. Mpa

t0m1

高温冷却淡水（壳程）的定性温度.Ccp1

高温冷却淡水比热.kJ/(kg0C) ?1 高温冷却淡水密度.kg/m3 ?1 高温冷却淡水动力粘度.W/(ms) ?1

高温冷却淡水导热系数.W/(m0C) Pr1 高温冷却淡水普朗特数

tm2

低温淡水（管程）的定性温度.0C cp2

低温淡水比热.

kJ/(kg0C)

?2 低温淡水密度.kg/m3 ?2 低温淡水动力粘度.W/(ms) ?2

低温淡水导热系数.W/(m0C)

Pr2

低温淡水普朗特数

热损失系数 Q

传热量.kW

M1、M2

高、低温水质量流量.kg/s ?t01m,c

逆流时对数平均温差.C ?

温差修正系数 ?tm 有效平均温差.0C K'

初选传热系数.W/(m20C) F'

估算传热面积.m2 ?2

管程内水的流速.m/s At

管程所需流通截面.m2 n

每程管数.根 l

每根管长.m s

管心距.mm

lE

分程隔板槽处管中心距.mmsp 平行于流向的管距.mm sn 垂直于流向的管距.mm nt

总管子数 F\

传热面积.m2 DL 管束外缘直径.m DS 壳体内径.m D2 管程接管直径.m Re2

管程雷诺数 ?2 管程换热系数 h

折流板缺口高度.m ls 折流板间距.m Nb

折流板数目.块

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