浮头式换热器冷却牛奶设计说明书

目录

目录 -----------------------------------------1 一.课程设计任务书--------------------------2 二.设计意义 ----------------------------3 三.设计方案简介---------------------------3 1.选择换热器的类型---------------------------3 2.管程安排 ---------------------------------3 3.流向的选择 ---------------------------------4 四.主要参数说明--------------------------4

五.设计计算---------------------------6 1.确定物性数据----------------------6 2.试算和初选换热器的规格--------------------6 3.核算总传热系数------------------------8 4.核算压强降---------------------------10 5.校核传热面积 ----------------------------- 12 6.离心泵的选择 --------------------------13 7.辅助设备的计算及选型 ------------------------ 14 六.设计结果概要 ---------------------------15 七.设计总结 ------------------------------17 八.参考文献 --------------------------------17

设计时间 2012.12.17-2012.12.23

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一.课程设计任务书

1设计题目： 浮头式换热器的设计．

2设计任务：用冷盐水将高温灭菌后的牛奶冷却。根据设计条件选择合适的换热器型号，并核算换热面积、压力降是否满足要求，并设计管道与壳体的连接，管板与壳体的连接、折流板等。 3 设计条件

(1) 牛奶 处理量：6200kg/小时 进口温度：60℃ 出口温度：10℃ 压强：0.7 MPa (2) 冷盐水 进口温度：0 ℃ 出口温度：10 ℃ 以上设计还要求选用一台合适的离心泵，完成相应的生产任务。管路布置如图（参考图），已知泵进口段管长L进=5米，泵出口段管长L出=15米。（均不包括局部阻力损失。局部阻力： 底阀1个， 标准90°弯头3个，球心阀1个）

设计时间 2012.12.17-2012.12.23

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二、设计意义

换热器是各种工业部门最常见的通用热工设备，广泛应用于化工，能源，机械，交通，制冷，空调及航空航天等各个领域。换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛使用的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回收和节能的主要设备。

在食品工业中的加热，冷却，蒸发和干燥等的单元操作中，经常见到食品物料与加热或冷却介质间的热交换。各种换热器的作用，工作原理，结构以及其中工作的流体类型，数量等差别很大，而换热器的工作性能的优劣直接影响着整个装置或系统综合性能的好坏，因此换热器的合理设计极其重要。

目前国内外在过程工业生产中所用的换热器设备中，管壳式换热器仍占主导地位，虽然它在换热效率，结构紧凑性和金属材料消耗等方面，不如其他新型换热设备，但她具有结构坚固，操作弹性大，适应性强，可靠性高，选用范围广，处理能力大，能承受高温和高压等特点，所以在工程中仍得到广泛应用。

三.设计方案简介

1、选择换热器的类型

两流体温的变化情况：热流体（牛奶）进口温度 60℃ 出口温度 10℃；冷流体（冷盐水）进口温度 0℃，出口温度为 10℃，该换热器用循环冷却水冷却，因最大温差为60℃，属于高温操作，因此选择浮头式换热器。

设计时间 2012.12.17-2012.12.23

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2、管程安排

从两物流的操作压力看，应使走牛奶壳程，冷盐水走管程，其

原因如下：

不易清洗和易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。因为冷盐水在该温度下容易结垢，所以应使冷盐水走管程，牛奶走壳程。

3、流向的选择

当冷、热流体的进出口温度相同时，逆流操作的平均推动力大于

并流，因而传递同样的热流体，所需的传热面积较小。逆流操作时，冷却介质温升可选择得较大因而冷却介质用量可以较小。显然在一般情况下，逆流操作总是优于并流。

四.主要参数说明

T---牛奶的定性温度，℃ t---冷盐水的定性温度，℃

错误！未找到引用源。---牛奶的密度，kg/m3

错误！未找到引用源。---牛奶的定压比热容，kJ/(kg·℃) 错误！未找到引用源。---牛奶的导热系数， W/(m·℃) 错误！未找到引用源。---牛奶的粘度，Pa·s 错误！未找到引用源。---冷盐水的密度，kg/m3

错误！未找到引用源。---冷盐水的定压比热容，kJ/(kg·℃) 错误！未找到引用源。---冷盐水的导热系数，W/(m·℃) 错误！未找到引用源。---冷盐水的粘度，Pa·s Q----热流量，kW

K----总传热系数，W/(㎡·℃)

?tm----进行换热的两流体之间的平均温度差，℃

设计时间 2012.12.17-2012.12.23

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