《食品工程原理》课程设计指导书

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1、食品工程原理课程设计指导书一、概述1、目的学会设计的步骤和方法，查阅资料，使用手册搜索公式和数据。2、任务和时间（1）见任务书。（附页）（2）时间为避免制图室使用冲突，时间协商。3、步骤（1）查阅资料，拟定设计方案，进行工艺计算和结构设计。（2）绘图。（3）编制说明书。4、作业档案袋+说明书+图纸。二、说明书的内容和要求（一）内容1、封皮（见附页）2、目录：主要项目（见附页）3、设计说明（1）设备作用；（2）工艺流程示意图；（3）选用该设备的理由、依据和优缺点；（4）设备的放置型式，进出物料口；（5）设备的结构特点；（6）特殊问题处理。4、工艺计算包括：热负荷、冷却水用量、传热面积

2、、管子（尺寸、数目、排列方式）、传热系数和传热面积的校核。5、设备结构的设计包括：壳体的直径、长度和厚度；管板尺寸、厚度和结构；封头、法兰、接管、接管箱的结构、尺寸和材料。6、设计结果汇总（1）工艺计算：主要结果；（2）结构设计：管板、法兰、接管箱和封头等主要尺寸。7、对设计的评价写出本次设计的特点、创新及不足之处。8、参考文献以便审阅者查对。（二）要求1、公式和数据应注明来源；2、设备及附件尽量标准化；3、主要部件应在说明书上画图表示；4、说明书上应详细列出计算过程。三、设计图纸1、1号图纸包括主视图、侧视图、节点放大图，技术特性表、管口表，技术要求，明细表。2、技术要求（1）装

3、配的技术要求；（2）管板的技术要求；（3）折流板、支承板的技术要求。3、管口表包括冷却水进出口、蒸汽进口、冷凝水出口、不凝气排出口五个接管口的规格及用途。4、技术特性表包括工作压力、工作温度、物料名称和传热面积。四、设计方案的确定1、确定换热器的型式2、流体流动的空间及方向3、流速的选择4、确定冷却水出口温度五、工艺计算根据任务书给出的原始数据进行计算。化工工艺计算一、一些基本设计数据的确定此次设计的物料为：管程：清洁河水　　壳程：饱和水蒸气根据要求，设计原始数据如下：[注]此处数据为任务参数1.蒸汽处理量2.真空度3.当地大气压：760mmHg4.绝对压强(1)此公式：绝对压强=

4、大气压-真空度。P绝=大气压强-真空度[1]二、传热面积的初定在稳定传热过程中，总传热系数随K温度变化不大时，根据总传热速率方程：(2)此公式见课本126[2]式中：———换热管外表面积，m2；———传热速率（热负荷），W；———基于管外表面积的总传热系速，W/(m2·℃)；———平均温度差，℃。所以，需要确定三个未知量，现计算如下：1.(1)此公式为计算要求。根据要求，，[1]。(2)见课本第841页。根据P绝，查饱和水蒸气表[2]，得到下列数据：温度℃绝对压强kPa汽化热kJ/kg8557.8752295.29070.136(3)内插法计算公式（以温度举例，其他量计算方法与之相

5、同）：设ｔ℃所求量为ｘ，t1℃所对应的量为A,t2℃所对应的量为Ｂ，则它们满足：2283.1由于绝压在上表两温度下对应压强之间，所以，采用内插法[3]，计算该绝压下的温度和汽化热。2.假设一个[4]　（推荐范围：1000~2000）(4)见设计书第11页表33.的计算(5)见课本第132页公式（２－77）根据[5]将三个所求量带入三、列管尺寸的确定１、管长列管式换热器设计中，换热管长度的确定，既与换热器工艺计算和设备有关，还涉及如何合理使用管子材料的问题。所以，管长的选择应尽量采用我国现有管子材料的长度规格，或根据所选的适宜管长进行合理地截用，避免材料的浪费。我国常用的管长标准有1

6、500、2000、3000、4500、6000、9000mm等。本设计管子的长度：3000mm２、管径当采用小直径的管子时，换热器单位体积传热面积较大，设备较为紧凑，单位传热面积的金属耗用量较小，管程流体的对流传热系数也较高，但制造，加工较麻烦，且容易结垢，不易清洗，因此小直径一般用于清洁流体，而大直径的管子常用于粘性大或污垢的流体。我国列管式换热器标准中采用的无缝碳钢管的规格有：Φ19×2；Φ25×2.5；Φ38×2.5；Φ57×2.5(~3.5)mm等３、管材钢管的导热系数为45W/m.K（见化工原理书283页）一般中、低压列管式换热器的列管常用含碳量低于0.25%的优质碳钢的

7、无缝钢管，其钢号常以20为多，这种钢强度虽低些，但塑性好，焊接性能好。４、管心距t管板上两管子中心的距离称为管间距，用t表示。如图：　t管心距的选择要注意满足：t=(1.3~1.5)d0，且t(d0+6)mm５、的选择为管束最外层管子中心距壳体内表面距离。其选择要满足：=（1.0~1.5）d0，且(0.5d0+10)mm四、管程数的确定1、根据平均温度查相关物理性质常数(1)见课本843页课本170页（参考设计书22页）焊接法：t=1.25d0胀管法：t=(1.3~1