板式加热器设计食品工程原理课程设计范本

#食品工程原理课程设计板式加热器设计一、设计题目板式加热器设计二、设计任务、操作条件及建厂地址1、处理能力：见表12、设备型式：人字形板式换热器3、操作条件：（1）牛乳：入口温度、出口温度，见表1；（2）加热介质：热水，入口温度、热水的流量见表1；（3）允许压降：不大于105Pa；（4）每年按300天计，每天24小时连续运行。4、建厂地址：自选。（牛乳在定性温度下的物性数据为Pc=1030kg/m3,匕・s,cph,入c=W/（m・K）。）表1牛乳处理量、入口、出口温度及热水入口、出口温度等设计说明书封面（见下页）:食品工程原理课程设计说明书设计题目： 设计者：班级 姓名 学号指导教师：设计成绩： 日期 一注意：要列出参考文献。参考文献格式：[1]陈文麟.大豆油的特性及应用发展[J].中国商办工业，1998,10(3)：40-41[2]陈陶声.油脂生产技术[M].北京:化学工业出版社,1993.46-52.设计实例【示例】试选择一台板式换热器,用20t的冷水(工业硬水)将油山70七冷却至40c.已知油的流量为3.33屈/『水的流量为5.56kg/s,油侧与水侧的允许压降均小于105Paa油在

定性温度下的物性数据为m=850kg/mS尽=3.2X1O-3Pa•5,依=L8kJ/(kg・6,Ah=0.12W〃m・L计算热负荷Q=Whc^CTiT2)=3.33X1.8X103X(70-40)=1.80X105(W)总计算平均温差根据热量衡算计算水的出口温度：20%180oao

畿乂4.18X3=27.75(。)逆流平均温差*（7。一纥我、丝一2。）=我双61/U——占匚fblnW-20水的定性温度:20+27+75

T=23,g「C)查出定性温度下的物性数据：&=997kg/m3出=9.1XKTPa・y沁=4.18kJ/（kg•寸）%=0.606W/（m,C）*初估算热面积及初选板型黏度大于1XI0-3Pa•s的油与水换热时,列管式换热器的K值大约为115〜4?。W/《而•七），而板式换热器的传热系数为列管式换热器的倍，则可初估K为1000W/婚・d初估算换热耦面积L8X10L8X10&29.75X1000—6.05(m2)初选BRO,1型板式■操热器,其单通道横撮面积为8.4X10-m"实际单板换热面枳为0.1152m:Oy1f）试选组装形式为6十*3X10为油的流程，程数为3,每程通道数为10=1X3。为水的流程，程数为1，通道数为30；换热面积为6因所选板型为混流，采用列管式换热舞的温差校正系数：7。一代=□o77。一代=□o721.75-20益一九_2?.75—2G70—20=0,155查单壳程温差校正系数图，得胸△查单壳程温差校正系数图，得胸△£e=g0Aim=0.96.=0.96X29.75=28.6(。〉初估算换热器面枳S= =8.29（mD士（5.0XiUUU.核算总传输系数K1）油侧的对流传热系数G流速由850XI。X&流速由850XI。X&4XI0-4=0,466(m/s)采用0,1m?采用0,1m?人字形板式换热器，其板间距8=4当量宜径=21=2X4=8mm=0,008mmm00.008X0.466X8503.2XIO-3=990.2Pn_亡性产h=］，Pn_亡性产h=］，8X”X3.2X1尸Ah谑=0.18含以产0.12Fr1产匹)=4S油被冷却，取幺)=0.95'产*,n19m=0.18XX990,20SX48a45X0.95W/(m*，t)=3649W/(nr•七)0.L/lJo2）水侧的对流传热系数出流速»2-5.56流速»2-5.56997X30X8.4X10-4=0.22(m/s)0.008X0.22X997 1小—3.1X10- 1928=6,28加4_4,18X10*=6,28S606『一一1QJ4水被加热，取（,）=1.05,则二电=Cl18Xx1928d-7X6.280-43XL05W/(m--^)=6290W/(m=•*C>U.Uvci3）金属板的热阻器Aw板材为不锈钢（1CH8N19TA其导热系数心=16.8W〃m/C）,板厚6=68mm,则：16.82="*A=o.0000476(m2**C/W>

16.84)污垢热阻油侧值=0.000052(m2•℃/W)水侧风=0.00。043(m2・℃/W)5)总传热系数KJ=+夕+员+工A«i Aw ◎1

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1-69740.000052+0.0000476+0,000043+16290=0.0008908(n?•℃/W)K=1123W/(in?・r).传热面积§L8X1O5L8X1O5K。1123X28.6=5.6(ni-)安全系数为号一百X1。。%=2L3%,传热面积的裕度可满足工艺要求.3.6.压降计算杳图2*17,0.1m1人字形板式换热器油-水）缸油侧 «]=0,467m/苜，Ap=0.91X10nPa<Z10rPa*满足要求<,3X10"1X30水侧 hi=0.22m/s,”=0,2XL0'X驾Pa=0.5X10sPa<10sPat满足3X10"1X30故所选板式换热器规格型号：BRO.1L6/WO6.换热器主要性能参数和计算结果换热器主要性能参数和计算结果见表匕15。表工/换热器主要性能参数和计算结果主要性能参数结果主要性能参数结果外形尺门长乂宽X高）625minX235uiniXO.Bmm流道宽度/mm210有效传热面快，♦0.152平均板间距/mm4波纹形式等腰三角形平均流道横截面积,卡0.00084•波纹高度『mm4平均考量直径，mm8

0OJ0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0,9LOSQ二，0OJ0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0,9LO(a>女二qT]—41Ti-T±冷流体女二qT]—41Ti-T±热流体的温降冷流体的温升4图ZJ60.1加入字形波纹板式换热器Ap-口圈（油-水］3.0BKBn-P/t□□-□—机架结构型式代BKBn-P/t□□-□—机架结构型式代次计温度，E设计压力iMPu图2.17凡3n?人字形波纹板式换热器Ap-以图例如等且表示热流体第一程3个流道，第二程2个流道;冷流体为一程，7个流道自冷、热流体只有14个流道，总板片数为15块,实际传热板为13块.板式换热器规格型号表示方法为：「I双与撑框架口带中间隔板双支挣梅里-可带中间隔板二:双支撑框架-饵悬臂式框架V顶杆式框架・\T带中间隔板顶杆式框架1-兄活动压装板落地式.帙架密封垫片材料代.口一一“二"乙内橡狡及丁腐橡放।,籁橡胶密耳一次,代工C氯丁橡胶Q砰檄胺A石棉纤维板换热器换热面积，力单板公标换熟面积,卬-不等戴新代号（选不等截面时往）板片波坡型式代号J”人字形波纹父斜波纹「水平平亘波纹L】锯齿形波纹q球形波致$竖直波纹用于班场皿小u厂B板式换阴器BL板式冷凝器,