熱交換器原理與設(shè)計課程設(shè)計-95kW管殼式干式蒸發(fā)器

專業(yè)熱能與動力工程 年級班別2007級(1)班題目名稱95kW管殼式干式蒸發(fā)器學(xué)生學(xué)院材料與能源學(xué)院專業(yè)班級熱能與動力工程07級制冷(1)班一、課程設(shè)計的內(nèi)容二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)(1)課程設(shè)計封面；(2)任務(wù)書；(3)摘要；(4)目錄；(5)正文，包括(6)參考文獻(xiàn)三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點(diǎn)1學(xué)生分組；布置任務(wù)；根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集有關(guān)的原始資料，并選定熱交換器的型式等。指定教室2宿舍3編寫設(shè)計說明書(嚴(yán)格按照廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書撰寫規(guī)范編寫)宿舍4繪制換熱器裝配圖1張；拆畫零件圖1～2張宿舍5設(shè)計答辯及成績評定指定教室[5]楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2006.發(fā)出任務(wù)書日期：2010年6月28日目錄1.設(shè)計題目：95KW管殼式干式蒸發(fā)器設(shè)計 52.主要參數(shù) 53.設(shè)計過程 53.1流量計算 63.1.1單位質(zhì)量流量 63.1.2質(zhì)量流量 63.1.3冷媒水流量 63.2蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)初步規(guī)劃 6 73.2.2換熱面積 83.3熱力計算 83.3.1管外換熱系數(shù)的計算 83.3.2管內(nèi)換熱系數(shù)的計算 93.3.3制冷劑流動阻力及傳熱溫度的計算 3.4計算R22及冷媒水進(jìn)出口面積 3.4.1R22進(jìn)口面積 3.4.2R22出口面積 3.4.3冷媒水進(jìn)出口面積 3.5.1墊片 3.5.2墊片壓緊力作用中心園直徑 3.5.3墊片壓緊力 3.6選螺栓與法蘭 3.6.1螺栓與法蘭 3.6.2螺栓載荷 3.6.3螺栓面積 3.6.4螺栓設(shè)計載荷 4.心得體會 5.參考文獻(xiàn) 一、設(shè)計任務(wù)：95KW干式管殼式蒸發(fā)器設(shè)計狀態(tài)點(diǎn)溫度t(℃)壓力p(kpa)焓h(KJ/Kg)比容v(m3/Kg)12152342蒸發(fā)器初步結(jié)構(gòu)規(guī)劃：n:n?=na:v?=1:1.58制冷劑從下端進(jìn)入管子，在管中蒸發(fā)，從換熱管長度與殼體直徑之比通常為換熱面積：F?=πd?Zt(l-28p)=π×0.0127×117×(2.5-2×0.025熱力計算：管外換熱系數(shù)計算：折流板平均間距S:橫向流通截面積Ac:Ac=(Di-n.d0)s=(0.232-13×0.0127×0.10708=7.1管內(nèi)換熱系數(shù)的計算：(9-48),管內(nèi)換熱系數(shù)ai為故Pg=p"=22.077kg/m3將上述數(shù)據(jù)代入Re”數(shù)的計算式中，得到對數(shù)平均溫差迭代，解得寸有足夠的裕量。計算R22及冷媒水進(jìn)出口面積R22進(jìn)口面積：根據(jù)無縫鋼管尺寸規(guī)格，選用φ=34×3.5無縫鋼管，實(shí)際進(jìn)出口流速為根據(jù)管徑選取法蘭外徑140mm,厚度18mmR22出口面積：根據(jù)無縫鋼管尺寸規(guī)格，選用φ=57×3.5的無縫鋼管，實(shí)際出口流速為冷媒水進(jìn)出口面積：管尺寸規(guī)格選用φ=57×3.5的無縫鋼管，實(shí)際冷媒水進(jìn)出口流速u=2.31m/s,符合要求。根據(jù)管徑選接管法蘭外徑165mm,厚度20mm。墊片選擇：選取石棉墊片，具有適當(dāng)加固物(石棉橡膠板),其參數(shù)如下：厚度為1.5mm,墊片系數(shù)m=2.75比壓力y=25.5MPa,墊片在預(yù)緊狀態(tài)下受到最大螺栓載荷的作用，可能因緊過度而失去密封性能，為此墊片需有足夠的厚度N,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值墊片接觸寬度N=20mm,基本密度寬度因?yàn)閎?=10mm>6.4mm所以墊片有效密封寬度b=2.53、b?=8mm。取墊片內(nèi)徑為Di=232mm墊片壓緊力中心圓直徑Dg=Di+2N-2b?=2a.預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力計算：Fg=3.14D?by=3.14×252×8×25.5b.操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力計算：Fp=6.28Dgbmp=6.28×252×8×2.75×1.56選螺栓與法蘭：得螺栓選M20,材料選用35號鋼，GB699,正火處理。取法蘭厚度C=24mm,法蘭內(nèi)徑B=276mm,法蘭外徑D=395mm螺栓最大間距由此，按照此條件的螺栓數(shù)目枚，螺栓數(shù)取12枚符合要求。a.預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷計算：Wa=3.14Dgby=3.14×252×8×25.5=b.操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按計算：預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積計算：操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積計算：需要的螺栓面積Am取兩者較大者實(shí)際螺栓面積，預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計載荷按計算：操作狀態(tài)螺栓設(shè)計載荷按計算：回想上一次做第一次做的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的課程設(shè)計，時間也是2周，但是那時候感覺時間很緊，每天的任務(wù)都很多，每天都要忙得不可開交。也許是因?yàn)榇笠坏臅r候第一次接觸設(shè)計這東西，因?yàn)槭窃O(shè)計，不是平時做作業(yè)，作業(yè)是有答案的，即使做的不對也可以一這要求我們要在不斷的嘗試，不斷的探索，在若干次實(shí)驗(yàn)失敗后，在若干次計算不合理中找到合理的方向，最后計算出一套最合理的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)時設(shè)計的骨架，沒有了數(shù)據(jù)，或者數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，整個設(shè)計的方向就會因?yàn)閿?shù)據(jù)的一點(diǎn)點(diǎn)偏差，而到了最后的結(jié)果會有很大的差異。這要求我們在計算和翻查資料數(shù)據(jù)的時候要仔細(xì)認(rèn)真，每個數(shù)據(jù)都要整理的有條有中，所用到的課程就有很多，包括機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、畫法幾何與機(jī)械制圖、工程熱力學(xué)、傳這次設(shè)計不僅能讓我們鞏固了這學(xué)期所學(xué)的知識，設(shè)計過程中我們還能發(fā)現(xiàn)我們的知識漏洞，查漏補(bǔ)缺。不僅如此，我們大一大二時候所學(xué)的課程，都在這次課程設(shè)計中又一次得課程設(shè)計的機(jī)會，因?yàn)樗_實(shí)讓我懂得了更多的知識，同時，我也感謝學(xué)校為我們安排這些的機(jī)會，還有感謝我們的指導(dǎo)老師，沒有了你們的耐心指導(dǎo)，我們設(shè)計的道路將會變得[1]吳業(yè)正.制冷原理及設(shè)備(第2版)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1998.[2]吳業(yè)正.小型制冷裝置設(shè)計指