食品工程原理課程設(shè)計

17/20食品工程原理課程設(shè)計1食品工程原理課程設(shè)計任務(wù)書一.設(shè)計題目：管殼式冷凝器設(shè)計。二.設(shè)計任務(wù)：將制冷壓縮機(jī)壓縮后的制冷劑（如F-22、氨等）過熱蒸汽冷卻、冷凝為過冷液體，送去冷庫蒸發(fā)器使用。三.設(shè)計條件：1.冷庫冷負(fù)荷Q0=學(xué)生學(xué)號最后2位數(shù)×100（kW）2.高溫庫，工作溫度0~4℃，采用回?zé)嵫h(huán)；3.冷凝器用河水為冷卻劑，每班分別可取進(jìn)口水溫度：21~25℃（1班）、6~10℃（2班）、11~15℃（3班）、16~20℃（4班）、1~5℃（5班）4.傳熱面積安全系數(shù)5~15%。四、設(shè)計要求：1.對確定的工藝流程進(jìn)行簡要論述；2.物料衡算、熱量衡算；3.確定管殼式冷凝器的主要結(jié)構(gòu)尺寸；4.計算阻力；5.編寫設(shè)計說明書（包括：①封面；②目錄；③設(shè)計題目（任務(wù)書）；④流程示意圖；⑤流程及方案的說明和論證；⑥設(shè)計計算及說明（包括校核）；⑦主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；⑧設(shè)計結(jié)果概要表；⑨對設(shè)計的評價及問題討論；⑩參考文獻(xiàn)。）6.繪制工藝流程圖、管殼式冷凝器的結(jié)構(gòu)圖（3號圖紙）、及花板布置圖（3號或者4號圖紙）。TOC\o"1-3"\h\u1前言 12制冷器工作原理概要 13設(shè)計方案確定與論證 23.1制冷劑的選擇 23.2冷凝器型式的選擇 43.3流動空間的選擇 43.4流速的確定 53.5流體進(jìn)出口溫度的確定 63.6制冷劑的蒸發(fā)溫度，冷凝溫度和過冷溫度的確定 63.7冷凝器傳熱系數(shù)設(shè)定 63.8管徑的選擇 74設(shè)計計算及說明 74.1熱負(fù)荷QL的計算 74.2計算兩流體的對數(shù)平均溫差 74.3換熱面積F的初步估算 74.4冷凝器冷卻水用量 74.5管數(shù)、管程數(shù)和管束的分程、管子的排列 84.6管心距a、偏轉(zhuǎn)角α 94.7換熱器殼體相關(guān)工藝參數(shù)的初步確定 94.7.1殼體內(nèi)徑的計算 94.7.2殼體厚度S 105核算部分 115.1管道內(nèi)流體實(shí)際流速 115.2雷諾數(shù)數(shù)計算及流型判斷 115.3傳熱系數(shù)的核算 115.3.1管內(nèi)冷卻水的傳熱膜系數(shù) 115.3.2管外制冷劑冷凝膜系數(shù) 115.3.3以管外表面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)Ko 125.4冷凝器阻力計算 135.5長徑比 135.6冷凝器傳熱面積安全系數(shù) 135.7回?zé)嵊嬎?136設(shè)計結(jié)果概要表 157對設(shè)計的評價及問題討論 157.1設(shè)計的評價 157.2問題討論 167.2.1數(shù)據(jù)來源的準(zhǔn)確性 167.2.2冷凝器的經(jīng)濟(jì)性 167.2.3公式的不完善 167.2.4介質(zhì)的理想化 167.2.5關(guān)于設(shè)計的優(yōu)化 16參考文獻(xiàn) 17設(shè)備主要結(jié)構(gòu)圖（見附圖） 17致謝 171前言隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷快速增長，對能源的需求越來越大，環(huán)保要求也越來越嚴(yán)格，社會高速發(fā)展與能源緊張之間的矛盾日益嚴(yán)峻。冷凝器作為冷卻系統(tǒng)的主設(shè)備，能夠以較低的溫差獲得較高的傳熱系數(shù)，因而被廣泛地應(yīng)用在石油、化工、制冷、發(fā)電、動力、航空航天和微電子等領(lǐng)域中。如加熱蒸汽的冷凝，冷凍過程中冷凍劑蒸汽的冷凝，蒸餾塔頂蒸汽的冷凝等。在所有種類冷凝器中，管殼式冷凝器是應(yīng)用最廣泛的一種冷凝設(shè)備。盡管它在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位金屬耗量方面不盡如人意，但由于其制造容易，生產(chǎn)成本低，選材范圍廣，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理量大，工作可靠，且能適應(yīng)高溫高壓，因而在化工、石油、能源等行業(yè)的應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位[1]。在換熱器向高溫、高壓、大型化發(fā)展的今天，隨著新型高效換熱管的不斷出現(xiàn)，管殼式冷凝器的應(yīng)用范圍將越來越廣。能夠設(shè)計出高效、穩(wěn)定、緊湊的換熱設(shè)備對滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求有重要的現(xiàn)實(shí)意義。生產(chǎn)中,管殼式冷凝器作為冷卻系統(tǒng)里的核心設(shè)備，成本占到整個設(shè)備的35%以上ADDINNE.Ref.{25C0220F-A67B-4C6C-BD35-4A880FB0268D}[2]；準(zhǔn)確計算、良好冷凝器的設(shè)備結(jié)構(gòu)形式和工藝設(shè)計控制方法的選擇，不僅使化工過程能穩(wěn)定進(jìn)行,而且節(jié)約投資，降低能耗，增加效益。2制冷器工作原理概要壓縮式制冷機(jī)制冷的基本原理如圖1所示：圖1制冷工藝原理流程圖流程說明：本制冷循環(huán)選用臥式管殼式冷卻器，制冷劑為氨，采用會熱循環(huán)，有四個階段，分為壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)。由圖中的箭頭可以看出裝置的流程。低壓低溫的蒸汽由蒸發(fā)器產(chǎn)生，之后被壓縮機(jī)吸入氣缸中，經(jīng)壓縮后溫度升高；變成高溫高壓的氨蒸汽進(jìn)入冷凝器中，被冷卻水冷卻，并放出熱量液化成液態(tài)氨，保存在儲氨器中；使用時打開節(jié)流閥，高壓液體通過節(jié)流閥時，因節(jié)流而降壓，同時氨液體因沸騰蒸發(fā)吸熱，而使本身的溫度也相應(yīng)下降。把這種低壓低溫的氨液體引入蒸發(fā)器，氨蒸汽吸收熱量，被壓縮機(jī)吸入。從而進(jìn)行一次循環(huán)。3設(shè)計方案確定與論證3.1制冷劑的選擇氨是一種無機(jī)化合物，分子式為NH3，是一種無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味。極易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨?？梢酝ㄟ^人、家畜和植物等生物體自然產(chǎn)生,也可以通過工業(yè)合成制造。其優(yōu)點(diǎn)如下：價格低廉 氨的每千克價格為日22的1/6。而且在制冷系統(tǒng)中制冷劑的需求量取決于它的體積,在體積相等的條件下,氨的充注成本是R22的1/11[3]。表1一些常用制冷劑特性的比較[3]能效比高 從表1中可看出,在相同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下,氨具有最高的能效比。[3]傳熱效率高 無論是液態(tài)還是氣態(tài),氨的比熱大約比日22高4倍,蒸發(fā)的潛熱大約比日22高583倍。氨蒸發(fā)和冷凝的熱傳遞效率比R22高1.6一4倍。事實(shí)上,這意味著氨制冷劑蒸發(fā)器和冷凝器比R22機(jī)器的部件小,或者說,在相同的熱傳遞條件下,氨的蒸發(fā)溫度更高,冷凝溫度更低。[3]臨界溫度高 氨的臨界溫度為132.4℃,R12的臨界溫度為11204℃,R22的臨界溫度為96℃,R502的臨界溫度為901℃。當(dāng)臨界溫度與冷凝溫度的差值越小的時候,冷卻能力和EER值將越小。對于高溫?zé)岜玫膽?yīng)用,較高的臨界溫度更有利。[3]易溶于水 氨易溶于水,氟里昂制冷劑難溶于水,溶解于制冷劑中的水,在低溫時析出后結(jié)冰,堵塞節(jié)流閥通道。氨系統(tǒng)中如溶有300ppm以下的水時仍可以正常運(yùn)行,氟里昂制冷系統(tǒng)必須避免有水分存在。[3]不易溶于潤滑油氨不溶于常用的潤滑油中,潤滑油易于從制冷劑中分離及流回壓縮機(jī)。[3]易于檢查泄漏空氣中如果存在5ppm的氨,就能聞到,因此氨系統(tǒng)的泄漏容易被迅速察覺和維修。[3]對大氣層臭氧的危害 從表1的數(shù)據(jù)中我們可以看到,氨的ODP和GWP值均為零,在大氣中存留時間很短。這也許是近年來業(yè)內(nèi)人士重新對氨產(chǎn)生興趣的重要原因。[3]相同管徑下制冷能力大 在O.1013MPa時,氨的汽化熱為1368.2kJ/kg,比R22高5.83倍,密度也低。對相同的管道直徑,氨可以提供更高的制冷能力。例如:系統(tǒng)中30米長ON15O的吸入管,在壓力損失相同的條件一下,用R502制冷劑,可供冷485kw;用R22制冷劑,可供冷587kw;用氨制冷劑,可供冷1583kw。[3]3.2冷凝器型式的選擇在制冷循環(huán)換熱器選型中，往往是已知高溫流體與低溫流體的兩側(cè)進(jìn)出口溫度，在做工藝設(shè)計選型時，主要考慮的是有盡可能小的換熱面積下，有盡可能大的換熱速率，以及較低的設(shè)備造價及施工費(fèi)。列管式換熱器已進(jìn)入一個新的研究時期,無論是換熱器傳熱管件,還是殼程的折流結(jié)構(gòu)都比傳統(tǒng)的管殼式換熱器有了較大的改變,其流體力學(xué)性能、換熱效率、抗振與防垢效果從理論研究到結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面也均有了新的進(jìn)步。臥式殼管式冷凝器，其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)緊湊；傳熱效果好；操作管理比較方便；冷卻水進(jìn)出口溫差大，耗水量小，可以節(jié)省冷卻水的用量。所設(shè)計的臥式管殼式冷凝器彩管內(nèi)多程式結(jié)構(gòu)，可以提高單位體積所具有的傳熱面積，可以提高冷卻水的流速，加大傳熱膜系數(shù)，但是其日常清洗不方便方便。所以只要注意日常的維護(hù)便可選擇臥室管殼式冷凝器為本實(shí)驗(yàn)的冷凝器。3.3流動空間的選擇在管殼式（有稱列管式）冷凝器中，流體流入空間的選擇是關(guān)系到該冷凝器的使用是否合理的問題。其確定可以從以下幾個方面考慮：①不潔凈或易結(jié)垢的物料應(yīng)當(dāng)流經(jīng)易清洗的一側(cè)。固定管板式的直管束管內(nèi)較易清洗，故一般應(yīng)通入管內(nèi)。如冷卻水采用河水，比較臟或硬度比較高，受熱后容易結(jié)垢，流管內(nèi)便于清洗。此外，管內(nèi)流體易維持高速，可避免懸浮粒子沉積。②要保證管內(nèi)和管外有適當(dāng)?shù)牧魉?，以保證有較高的傳熱系數(shù)。因此要提高流速以增大其傳熱膜系數(shù)的流體應(yīng)通入管內(nèi)。故管程易采用多管程以增大流速。③有腐蝕性的液體應(yīng)該流管內(nèi)。④壓力高的流體應(yīng)該流管內(nèi)。⑤飽和蒸汽一般應(yīng)通入殼程，以便于派出冷凝液，而且蒸汽較清潔。⑥被冷卻物料一般走殼程，便于散熱，可減少冷卻劑用量。在本設(shè)計中，采用的冷卻劑為河水，可以節(jié)省成本。但是河水比較臟和硬度比較高，受熱后容易結(jié)垢，流管內(nèi)便于清洗；此外，管內(nèi)流體易維持高速，可避免懸浮粒子沉積。[4]采用的制冷劑為氨，但是氨有毒性，對人體有害[3]。對于有毒的流體宜走殼程，可以減少泄漏的機(jī)會。此外，被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱，增強(qiáng)冷卻效果。[5]所以，制冷劑氨走殼程。3.4流速的確定流體流速的選擇增加流體的流速，不僅增大了給熱系數(shù)，同時也減少了污垢在管壁上沉積的可能，即降低了污垢熱阻，使傳熱系數(shù)增大，從而減小了傳熱面積，降低了設(shè)備的投資費(fèi)用。但流速增大后，又使流動阻力增加，動力消耗增加，操作費(fèi)用增大。所以流體在換熱器中的適宜流速，應(yīng)經(jīng)過經(jīng)濟(jì)核算才能確定。[6]表2列管換熱器內(nèi)常用的流速范圍[6]表3不同粘度液體的流速在列管換熱器中的最大流速[6]河水的主要成分是水，黏度不會太高，考慮到河水可能比較臟，其中溶解的礦物質(zhì)含量應(yīng)該比較高，所以認(rèn)為河水是易結(jié)垢液體，根據(jù)表2，河水流經(jīng)管程選擇的流速在1.0m/s到3m/s之間，而且一般都盡可能使得流動的Re>104，暫定選擇流速為1.2m/s，以一個比較大的流速來減少河水在管道流動過程中結(jié)垢的可能性，以適應(yīng)臥式管殼式冷凝器難以清洗的缺點(diǎn)。3.5流體進(jìn)出口溫度的確定本設(shè)計采用的冷卻劑河水，按照任務(wù)書河水的進(jìn)口溫度為6~10℃。對于除立式外的其它型式的冷凝器，冷卻水進(jìn)出口溫差為4~10℃。因此設(shè)定進(jìn)口溫度t1=10℃，出口溫度為t2=15℃。3.6制冷劑的蒸發(fā)溫度，冷凝溫度和過冷溫度的確定（1）蒸發(fā)溫度：本方案蒸發(fā)器中以空氣作載冷劑，應(yīng)比庫內(nèi)空氣溫度低8～12℃，而一般冷庫空氣溫度為0～4℃，故氨的蒸發(fā)溫度設(shè)為－10℃。（2）冷凝溫度：對于臥式管殼式冷凝器，用水作冷卻劑時，氨的冷凝溫度一般比冷卻劑的進(jìn)口溫度高7～14℃，則氨的冷凝溫度設(shè)為18℃。（3）過冷溫度tu：，用水作冷卻劑，過冷溫度比進(jìn)冷凝器的水溫高3℃，比冷凝溫度低3～5℃。所以本設(shè)計中，采取過冷溫度tu＝15℃。（3）過熱溫度tp：根據(jù)過熱溫度tp比蒸發(fā)溫度t0高3~5℃，本設(shè)計取節(jié)流閥前過熱溫度tp=-5℃。3.7冷凝器傳熱系數(shù)設(shè)定根據(jù)設(shè)計材料，臥式管殼式冷凝器（氨）的總傳熱系數(shù)在700w/（m2·K）到900w/（m2·K）之間，由于氨側(cè)污垢熱阻可以不作考慮，傳熱系數(shù)折中計算，故暫設(shè)定為850w/（m2·K）進(jìn)行計算。3.8管徑的選擇查書本后附錄得熱交換器用普通無縫鋼管有以下幾種規(guī)格：φ19mm×2mm、φ25mm×2mm、φ25mm×2.5mm、φ38mm×2.5mm、φ57mm×2.5mm、φ57mm×3.5mm、φ51mm×3.5mm，考慮到大管徑可以防止結(jié)垢阻塞管道，也考慮到上述選了比較大的流速，故對應(yīng)的，選擇一個比較適中的管徑來平衡河水流動容易結(jié)垢對管道帶來的影響，并盡可能減少流動產(chǎn)生的阻力，又考慮到管壁太厚可能影響傳熱效果，故暫時選擇φ25mm×2mm的管徑。4設(shè)計計算及說明4.1熱負(fù)荷QL的計算式中:QL冷凝器的熱負(fù)荷，kwQ0制冷量kw；此處1200kwφ系數(shù),與蒸發(fā)溫度,冷凝溫度,汽缸冷卻方式及制冷劑的種類有關(guān)，可以從設(shè)計指導(dǎo)書中圖3查得φ=1.12。4.2計算兩流體的對數(shù)平均溫差平均溫差的計算4.3換熱面積F的初步估算式中：F冷凝器得傳熱面積，；

QL冷凝器得熱負(fù)荷，342000w（每臺換熱器功率）；K傳熱系數(shù)，800w/m2·℃；

?t傳熱平均溫差，5.1℃；4.4冷凝器冷卻水用量水冷式冷凝器的冷卻水用量可以用下式求得：kg/s式中：QL――冷凝器的熱負(fù)荷，kw；Cp――冷卻水的定壓比熱，kJ/（kg·K），淡水取4.186；t1、t2――冷卻水進(jìn)、出冷凝器的溫度，K或℃。∴根據(jù)冷卻劑進(jìn)出口溫度，有平均溫度℃，查李云飛主編的《食品工程原理》（第二版）P373附錄一表3可得，ρ=998.2kg/m3。此時，體積流量：4.5管數(shù)、管程數(shù)和管束的分程、管子的排列4.5.1管數(shù)n單程管子總數(shù)有：式中：V——管內(nèi)流體（即冷卻水）的體積流量，m2/sd——管子內(nèi)徑，mu——流體流速，m/s4.5.2管程數(shù)L通過換熱面積來確定管道的長度：據(jù)設(shè)計材料，單程設(shè)計太長，選擇分程，設(shè)定每程管長為6m，則管程數(shù)：管程數(shù)式中：l--選定的每程管長，考慮到管材的合理利用，按管材一般出廠規(guī)格為6m，則l可取1、1.5、2、3、6m等，這里取l＝6m。程采用多管程后，冷凝器總管數(shù)NT為NT=n·m=157×6=9424.5.3管子在管板上的排列方式常用換熱器列管排布有正三角形、正方形、同心圓型，管子在管板上排列時，應(yīng)使管子在整個冷凝器截面上均勻而緊湊地分布，而等邊三角排列比較緊湊，管外流體湍動程度高，對流熱系數(shù)大。本次設(shè)計是采用多管程，對于多管程換熱器，常使用組合排列方式，每程內(nèi)都采用正三角形排列，而且各程之間為了便于安裝隔板，從而決定采用正三角形排列方式。4.6管心距a、偏轉(zhuǎn)角α管極上兩根管子中心距a稱為管心距。管心距在大小要考慮管板強(qiáng)度和清洗管子外表面時所需空隙，它與管子在管板上固定的方法有關(guān)，當(dāng)采用焊接法固定時，若相鄰兩根管子的焊縫太近，就會受到熱的影響，而本冷凝器是殼程為蒸汽冷凝的臥式冷凝器，且管子按等邊三角形排列，為了減少薄膜在列管上的包角及液膜厚度，管板在裝置時，其軸線應(yīng)與設(shè)備的水平軸線偏轉(zhuǎn)一定角度α，見表4：表4軸線偏轉(zhuǎn)角[4]管子外徑do（mm）19253857管心距a(mm)25324870偏轉(zhuǎn)角α（度）8776所以，管心距a=32mm，偏轉(zhuǎn)角α=7°4.7換熱器殼體相關(guān)工藝參數(shù)的初步確定4.7.1殼體內(nèi)徑的計算殼體內(nèi)徑a——管心距，32mmb——最外層的六角形對角線上的管數(shù)，35根[4]e——六角形最外層管子中心到殼體內(nèi)壁的距離，一般取e=(1～1.5)d0，此處取e=1d0=38mm因此得到1138mm的結(jié)果，則可取殼體內(nèi)徑為1200mm，由表5可以得到最小壁厚為14mm.表5標(biāo)準(zhǔn)尺寸（mm）[4]殼體內(nèi)徑325400500600700800900100011001200最小壁厚81012144.7.2殼體厚度S當(dāng)熱交換器受內(nèi)壓時，外殼的厚度可用下式計算：S=式中：S——外殼壁厚,cm；P——操作時之內(nèi)壓力，N/cm2（表壓）；[]——材料的許用拉力；——焊縫系數(shù)；單面焊縫=0.65，雙面焊縫=0.85,現(xiàn)取0.65C——腐蝕程度（0.1~0.8cm）；現(xiàn)取0.6cmDi——外殼內(nèi)徑cm；本設(shè)計選用20號無縫鋼管，查GB150-1998[5]，得在設(shè)計溫度下，鋼管的許用應(yīng)力為137MPa，即[σ]=

137MPa=13700

N/cm2。查閱壓焓圖，以Tk=18℃為定性溫度，取80N/cm2，則P==80—10.14=68.86N/cm2。安全系數(shù)：根據(jù)設(shè)計材料慮安全系數(shù)后，采用壁厚為1.43cm。5核算部分5.1管道內(nèi)流體實(shí)際流速m/s5.2雷諾數(shù)數(shù)計算及流型判斷由上可知，管中液體實(shí)際流速u=1.19m/s，根據(jù)定性溫度查得12.5℃下水的黏度為121.714×10-5Pa·s＞104所以流體流型為湍流，符合要求。5.3傳熱系數(shù)的核算5.3.1管內(nèi)冷卻水的傳熱膜系數(shù)對于低粘度液體在圓形直管里作強(qiáng)制湍流，采用如下關(guān)聯(lián)式：=4315.18515W/（m2·K）式中λ0、cp0、μ0分別為水在12.5℃的熱導(dǎo)率、比定壓熱容和黏度：λ0=0.5838W/(m·K)；cp0=4.1918kJ/（kg·K）；μ0=121.714×10-5Pa·s其中Re=20691.6443＞104，0.7＜Pr==8.7393＜120，管長與管內(nèi)徑之比＞60，符合公式運(yùn)用條件。5.3.2管外制冷劑冷凝膜系數(shù)λ冷凝液導(dǎo)熱系數(shù)；ρ冷凝液的密度；μ冷凝液的粘度；ΔT飽和溫度；Lc冷凝液汽化熱；do管子外徑,0.025m。=18-=5.5℃=18-5.5/2=15.25℃根據(jù)資料，查得15.25℃是氨的物理性質(zhì)：λ=0.5137w/(m·K)；ρ=617.1258kg/m3；μ=1.4505×10-4Pa·s；Lc=125.3094×103J/kg代入數(shù)據(jù)可得：5.3.3以管外表面積為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)Ko式中：a0——管外制冷劑冷凝膜系數(shù)；ai——管內(nèi)冷卻水的傳熱系數(shù)；A0——基管外表面積，m2；A1——基管內(nèi)表面積，m2；Am——基管平均面積，m2；Ri水側(cè)垢層熱阻，0.00018㎡k/wR0外側(cè)垢阻，若制冷劑為氨,可取R0=0.35×10-3~0.6×10-3,取0.5×10-3㎡k/w；δp管壁厚度，0.0143m；λp管壁導(dǎo)熱系數(shù),45號鋼熱導(dǎo)率為50.2w/（m·K）。A0=nπd0l=942×3.14×0.025×6=443.682m2Ai=nπdil=942×3.14×0.021×6=372.69m2Am=nπdml=942×3.14×0.023×6=408.19m2代入數(shù)據(jù)可得：=500W/(m2·K)5.4冷凝器阻力計算冷凝器的阻力計算只需計算管程冷卻水的阻力，殼程為制冷劑的冷凝過程，可不計算流動阻力。冷凝器冷卻水的阻力可用以下公式計算：因?yàn)镠f<10.33mH2O，所以滿足設(shè)計要求。式中λ——管道的摩擦阻力系數(shù)：在湍流狀態(tài)下，銅管λ=0.184Re-0.2，鋼管λ=0.22Re-0.2，這里取鋼管；Zt——冷卻水流程數(shù)，為6程；L——每根管子的有效長度，m；∑ε——局部阻力系數(shù)，可近似取為∑ε=4Zt。5.5長徑比冷凝器長徑比3＜L/D=6/1.43=4.19＜8，符合要求。5.6冷凝器傳熱面積安全系數(shù)5%<ε<15%，符合要求。5.7回?zé)嵊嬎阌缮鲜隹芍?，制冷劑氨冷凝溫度?8℃，蒸發(fā)溫度為-10℃。由于采用了回?zé)嵫h(huán)，所以制冷劑在冷凝過后會有一定的過冷，在進(jìn)入壓縮機(jī)之前會有一定的過熱，過熱溫度比蒸發(fā)溫度高3～5℃，過冷溫度比冷凝溫度低3～5℃。所以，設(shè)定過冷溫度為15℃，過熱溫度為-5℃。圖2氨-壓焓圖查氨-壓焓圖，可知在過冷溫度為15℃（冷凝溫度為18℃）：h3=h4=275kJ/kg，h3~=h4~=285kJ/kg在過熱溫度為-5℃（蒸發(fā)溫度為-10℃），對應(yīng)h1=1450kJ/kg，h1~=1460，h2=1480kJ/kg,h2~=1490kJ/kg；整個制冷循環(huán)簡易流程：1－1’—2’－2—2’’—3’—3—4－4’—1。絕熱壓縮（等熵）過程:1－1’—2’；等壓冷卻、冷凝及過冷過程：2’－2—2’’—3’—3，其中2’－2—2’’為冷卻（等壓）過程，2’’—3’為冷凝（等壓等溫）過程，3’—3為過冷（等壓）過程；等焓膨脹過程：3—4；蒸發(fā)（等壓等溫）過程：4—1。理想過程：回?zé)釥顟B(tài)： 利用回?zé)嵫h(huán)制冷系數(shù)較高，因此本設(shè)計使用回?zé)嵫h(huán)有利于提高制冷循環(huán)效率。6設(shè)計結(jié)果概要表類型項(xiàng)目結(jié)果制冷劑蒸發(fā)溫度－100C冷凝溫度180C熱負(fù)荷1344KW冷卻劑進(jìn)口溫度100C出口溫度150C流速1.2m/s冷卻水用量64.22kg/s冷卻水阻力4.43mH2O冷凝器冷凝器類型臥式殼管式冷凝器冷凝器內(nèi)徑1200mm冷凝器壁厚14.3mm安全系數(shù)7.4﹪?yán)淠鱾鳠崦娣e443.91m2換熱管換熱管類型Ф25×2mm的光滑無縫鋼管總管數(shù)942管程數(shù)6每程管數(shù)157管長6m管子的排列方式正三角排列偏心角7管心距32mm最外層管心距殼體內(nèi)壁距離32mm7對設(shè)計的評價