空氣壓縮機后冷卻器課程設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　空氣壓縮機后冷卻器課程設計</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　學 院 </p>

2、<p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p><b>　　2008年7月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p>

3、<p>　　第一章 設計任務------------------------------------3</p><p>　　第二章 確定設計方案--------------------------------4</p><p>　　第三章 工藝設計------------------------------------5</p><p>　　3.1 確

4、定總傳熱量-----------------------------------5</p><p>　　3.2 確定冷卻劑流量---------------------------------5</p><p>　　3.3 平均傳熱溫差校正-------------------------------6</p><p>　　3.4 確定空氣側(cè)傳熱系數(shù)--------

5、---------------------6</p><p>　　3.5 確定水側(cè)傳熱系數(shù)-------------------------------7</p><p>　　3.6 確定總的傳熱系數(shù)-------------------------------8</p><p>　　3.7確定換熱器所需管子數(shù)----------------------------

6、9</p><p>　　3.8 設計計算的校核---------------------------------9</p><p>　　3.9 工藝設計結(jié)論-----------------------------------10</p><p>　　第四章 結(jié)構(gòu)設計------------------------------------11</p>

7、<p>　　第五章 機械設計------------------------------------12</p><p>　　第六章 附屬設備選型--------------------------------15</p><p>　　第七章 設計結(jié)果匯總--------------------------------16</p><p>　　第八章 設計

8、總結(jié)------------------------------------17</p><p>　　第九章 參考資料------------------------------------18</p><p>　　第十章 答辯題目------------------------------------19</p><p><b>　　第一章 設計任務&

9、lt;/b></p><p>　　第二章 確定設計方案</p><p>　　2.1 冷卻器的型式的選擇</p><p>　　本設計中空氣壓縮機的后冷卻器選用帶有折流擋板的固定管板式列管式換熱器，因為列管式換熱器具有單位體積傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊、堅固，傳熱效果好，而且能用多種材料制造，適用性較強，操作彈性大，且適用于高溫、高壓的大型裝置中。</p>

10、<p>　　采用折流擋板，可使作為冷卻劑的水容易形成湍流，可以提高對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，提高傳熱效率。</p><p>　　本設計中的列管式換熱器采用的材料為鋼管(16MnR鋼)。</p><p><b>　　2.2流程的選擇</b></p><p>　　本冷卻器的管程走壓縮后的熱空氣，殼程走冷卻水。熱空氣和冷卻水逆向流動換熱。其原因

11、如下：</p><p>　?。?）因為熱空氣的操作壓力達到1.1Mpa，而冷卻水的操作壓力取常壓101.33Kpa，如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓，可節(jié)省殼程金屬消耗量；</p><p>　　（2）對于此剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，兩流體的的溫度差較大，對流傳熱系數(shù)較大者宜走管間，因壁面溫度與對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近，可以減少熱應力，防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。</p>

12、<p>　?。?）熱空氣走管內(nèi)，可以提高熱空氣流速增大其對流傳熱系數(shù)，因為管內(nèi)截面積通常比管間小，而且管束易于采用多管程以增大流速。</p><p>　　（4）熱空氣經(jīng)冷卻器后帶有油分，所以采用熱空氣走管內(nèi)易于清洗。</p><p><b>　　2.3 流體流速</b></p><p>　　查閱《流體力學與傳熱》204頁表4－9

13、 可得到，熱空氣的流速范圍為5~30 m·s-1，一般采用的范圍為5~15 m·s-1；冷卻水的流速范圍為0.2~1.5 m·s-1。本設計中，假設熱空氣的流速為10.0 m·s-1，然后進行計算校核。</p><p>　　2.4 流體進出口溫度的確定</p><p>　　在本設計中，已知：空氣的進口溫度：T1=154℃ 出口溫度：T2=36℃&

14、lt;/p><p>　　根據(jù)華南地區(qū)的氣候，冷卻水的初始溫度范圍為20～30℃，設</p><p>　　水的進口溫度：t1=25℃ 出口溫度：t2=30℃</p><p>　　2.5 壓縮氣體和冷卻劑水在設計壓力和其各自得定性溫度下查表得物理性質(zhì)：</p><p><b>　　2.6 安裝方式 </b></p&g

15、t;<p>　　該空氣壓縮機后冷卻器采用立式換熱器。</p><p>　　第七章 設計計算結(jié)果匯總表</p><p>　　換熱器的工藝計算及結(jié)構(gòu)設計的主要結(jié)果和主要尺寸匯總于下表：</p><p><b>　　第八章 設計總結(jié)</b></p><p>　　兩周的換熱器課程設計讓我進一步加深了對化工原理這

16、門課程,特別是傳熱知識的理解和掌握。我綜合地運用了所學習到的流體力學與傳熱,傳熱等化工原理基礎知識, 運用純熟的手工和電腦制圖技巧加以配合,最終圓滿完成這次設計課程, 設計出了一款性能優(yōu)良的空氣壓縮機后冷卻器。通過這次設計,我了解了很多課本沒有的知識,總結(jié)出了以下幾點體會：</p><p>　　1.它是知識的高度再現(xiàn)。</p><p>　　鞏固了我多方面的知識:包括強化了對Word、Aut

17、oCAD等知識的運用。這次課程設計,我綜合運用了工程制圖，化工設備設計基礎，機械設計基礎等課程的知識，可謂集思廣益，全面上提高了綜合運用各個學科知識，和交叉學科之間的相互滲透的能力。</p><p>　　2．培養(yǎng)了我查找科學文獻,尋求標準化的思維方式。</p><p>　　設計中需要查閱許多書籍、科學文獻、數(shù)據(jù)參數(shù)，并需要找老師解答疑問,同時其中的許多數(shù)據(jù),如:殼體壁厚,管板尺寸,分程隔板

18、尺寸等的選取,我都積極和宿舍同學進行討論,在熟悉換熱器工作原理的同時,進一步增加了自己的知識；</p><p>　　3．培養(yǎng)了我實事求是的精神。</p><p>　　在設計過程中,老師給我們一份設計任務書,要求我們對這些數(shù)據(jù)深究根源，力求保證整個設計的科學性和可行性。結(jié)合設計任務的具體要求，廣泛查閱和收集資料，認真分析、對比和篩選，使設計盡可能先進、合理。例如: 《材料與零部件》上面外管和

19、內(nèi)管的尺寸都是有嚴格的要求的，不是隨便隨手畫的，因此我們也應當按照規(guī)定的標準，嚴格的按圖繪畫；</p><p>　　4．培養(yǎng)了我的創(chuàng)新思想。</p><p>　　課程設計作為設計的一類,當然也要有自己的設計理念，不能照搬模板，不能像是完成任務一樣,遇到問題要多加思考，努力運用已知的設計理念及學過的知識，大膽地進行嘗試，在技術和經(jīng)濟允許條件下尋求最優(yōu)設計方案。因此，在對待設計的過程中要勇于創(chuàng)

20、新，敢于提出自己的想法,如:在選取管箱長度和拉桿長度的時候,既要考慮工藝的合理性,又要考慮經(jīng)濟性,選取最適合,最經(jīng)濟的長度。</p><p>　　化工原理課程設計是化工原理課程的一個總結(jié)性和綜合性教學環(huán)節(jié),這次課程設計中是一個很難得的自己動手的機會，這次令我深刻地了解到，實際生產(chǎn)的化工設備并非隨便就能設計出來的，需要經(jīng)過多次驗證，多次思考，達到最優(yōu)。在這次設計中,我一直以科學態(tài)度、高度的學習主動性和積極性去思考每

21、個問題,力求把所有問題解決得更好,用簡潔文字、清晰的圖表表達設計思想的。</p><p><b>　　第九章 參考資料</b></p><p>　　《材料與零部件》上冊,上海人民出版社，1973年8月.</p><p>　　《化學工程手冊》上冊,化學工業(yè)出版社.</p><p>　　《金屬設備》,人民出版社，1973年

22、7月.</p><p>　　姚玉英《化工原理》（上），天津，天津大學出版社，1999.</p><p>　　潘國昌及郭慶豐編,《化工設備設計》,清華大學出版社，1996年12月.</p><p>　　涂偉萍等編《化工過程及設備設計》,化學工業(yè)出版社，2000年8月.</p><p>　　《化工設備機械基礎》，化學工業(yè)出版社.</p>