空气压缩机后冷却器课程设计.doc

课程设计说明书
空气压缩机后冷却器课程设计
学生姓名
指导教师
学 院
专 业
班级
学 号
2008年7月
目 录
第一章 设计任务------------------------------管外）
t1＝25 ℃
t2＝31 ℃
Po
Pdopa

注：要求设计的冷却器在规定压力下操作安全，必须使设计压力比最大操作压力略大，。
§
可取流体进出口温度的平均值。管程气体的定性温度为
℃
壳程水的定性温度为
℃
根据由上面两个定性温度数据，查阅《流体力学与传热》P247的附录四：干空气的物理性质（）和P242的附录二：水的物理性质。运用内插法可得壳程和管程流体的有关物性数据。
℃，：
　物性
密度ρi
（kg/m3）
定压比热容cpi
[J/(kg℃)]
粘度μi
（Pa·s）
导热系数λi
（W·m-1·℃-1）
数值
1009
88×10-5
水在28℃的物性数据如下：
　物性
密度ρo
（kg/m3）
定压比热容cpo
[J/(kg℃)]
粘度μo
（Pa·s）
导热系数λo
（W·m-1·℃-1）
数值

4176
×10-4

注：空气的物性受压力影响较大，而水的物性受压力影响不大。空气密度校正，由《化工原理实验》P31，公式2-36得：
ρi×()×273/(273+)＝kg·m-3

(3-1)来自《流体力学与传热》P181式(4-102)
(3-4)来自《化工原理实验》P31公式(2-36)
《化工原理上册》P330 干空气的物理性质
《化工原理上册》p331 水的物理性质
(
(
§ 估算传热面积
Q＝Wh × Cp，h×（T1－T2）＝Vo×ρo×Cp，h×（T1－T2）=( 16÷60)×kg·m-3 ×·kg -1·K -1×（160—39）K=42096w
根据《传热传质过程设备设计》P15，公式1-11，
△tm‘ = =℃
由于管程气体压力较高，故可选较大的总传热系数。初步设定设
Ki‘=200 W·m-2·℃-1。根据《传热传质过程设备设计》P14，公式1-2，则估算的传热面积为
m2
根据《传热传质过程设备设计》P15，公式1-8
mo = kg/h
§
选用φ19×2mm的传热管(碳钢管)；由《传热传质过程设备设计》P7表1－3得管壳式换热器中常用的流速范围的数据，可设空气流速ui＝7m/s，用u i计算传热膜系数，然后进行校核。
依《化工单元过程及设备课程设计》P62，公式3-9可依据传热管内径和流速确定单程传热管数
(根)

(3-13)、(3-14)由《流体力学与传热》P156，表4-1 查得各准数的名称与符号
(3-15)来自《流体力学与传热》P15公式(4-52a)，(4-52b)
查《热交换器原理与设计》P64，表2-2 管间距，得，最小管间距t＝32mm
按单程管计算，所需的传热管长度为
m
按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长 l= 2 m ，则该换热器管程数为
Np=L / l/2≈2 （管程）
传热管总根数 N = 40×2= 80 （根）。
单根传热管质量=7850×2×××
平均传热温差校正及壳程数
依《化工单元过程及设备课程设计》P63，公式3-13a和3-13b，
平均传热温差校正系数
R＝＝
P＝＝＝
依《传热传质过程设备设计》P16，公式3-13，
温度校正系数为
×
＝×≈
依《传热传质过程设备设计》P16，公式3-14，
平均传热温差校正为
△tm=×△tm’ =×=( ℃ )
，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。
传热管的排列和分程方法
采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。其中，每程内的正三角形排列，其优点为管板强度高，流体走短路的机