按照GB151,对照例题设计好了。说明书自己画一个就完事了,很简单的。
Commercial mode comparative study of the online education game Summary The mankind has already entered the era of Internet, but quite a lot of teenagers do not understand how to utilize the resources of the network, they neglect time in the network game of the form. In the face of such a predicament, both personage of education circle and network game runs the commercial city and should bear responsibility - -Then someone has proposed creatively " The educating type network game " This concept. Always there is wide gap difficult to mediate between the games to but educate and amuse seriously, if can deal with these contradictions creatively, it is not merely a kind of break-through in the education circle, let ten million teenagers can enjoy happy learning process, can let game operator while obtaining reputation from China profit too. The first part of this text has probed into the current situation of the online education game and development prospect in our country, put forward the problem faced; Part two Sketch the commercial mode and concept of the key element, thus make it lead to analysis on educational game of network; Part three Have analyzed and compared several domestic characteristic educational games of network, stress the place of its commercial mode's quality; Summarize and look into the distance finally, attempt in order to look for some of good combination to offer reference basis and theory to support among the network, education, game and commerce. Commercial mode of the keyword; Education; Network game请采纳。
这只是个模板,你还要自己修改数据,其中有些公式显示不出来。一.设计任务和设计条件某生产过程的流程如图所示,反应器的混合气体经与进料物流患热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h,压力为 ,循环冷却水的压力为 ,循环水的入口温度为29℃,出口温度为39℃ ,试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。物性特征:混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容 =℃热导率 =粘度循环水在34℃ 下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度二. 确定设计方案1. 选择换热器的类型两流体温的变化情况:热流体进口温度110℃ 出口温度60℃;冷流体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。2. 管程安排从两物流的操作压力看,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下贱,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。三. 确定物性数据定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为T= =85℃管程流体的定性温度为t= ℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容 =℃热导率 =粘度 =×10-5Pas循环水在34℃ 下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度 =×10-3Pas四. 估算传热面积1. 热流量Q1==227301××(110-60)=×107kj/h =.平均传热温差 先按照纯逆流计算,得=3.传热面积 由于壳程气体的压力较高,故可选取较大的K值。假设K=320W/(㎡k)则估算的传热面积为Ap=4.冷却水用量 m= =五. 工艺结构尺寸1.管径和管内流速 选用Φ25×较高级冷拔传热管(碳钢),取管内流速u1=。2.管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=按单程管计算,所需的传热管长度为L=按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。根据本设计实际情况,采用非标设计,现取传热管长l=7m,则该换热器的管程数为Np=传热管总根数 Nt=612×2=12243.平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数按式(3-13a)和式(3-13b)有 R=P=按单壳程,双管程结构,查图3-9得平均传热温差 ℃由于平均传热温差校正系数大于,同时壳程流体流量较大,故取单壳程合适。4.传热管排列和分程方法 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。见图3-13。取管心距t=,则 t=×25=≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式(3-16)计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。管数的分成方法,每程各有传热管612根,其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。5.壳体内径 采用多管程结构,壳体内径可按式(3-19)估算。取管板利用率η= ,则壳体内径为D=按卷制壳体的进级档,可取D=1400mm6.折流板 采用弓形折流板,去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为H=×1400=350m,故可 取h=350mm取折流板间距B=,则 B=×1400=420mm,可取B为450mm。折流板数目NB=折流板圆缺面水平装配,见图3-15。7.其他附件拉杆数量与直径按表3-9选取,本换热器壳体内径为1400mm,故其拉杆直径为Ф12拉杆数量不得少于10。壳程入口处,应设置防冲挡板,如图3-17所示。8.接管壳程流体进出口接管:取接管内气体流速为u1=10m/s,则接管内径为圆整后可取管内径为300mm。管程流体进出口接管:取接管内液体流速u2=,则接管内径为圆整后去管内径为360mm六. 换热器核算1. 热流量核算(1)壳程表面传热系数 用克恩法计算,见式(3-22)当量直径,依式(3-23b)得=壳程流通截面积,依式3-25 得壳程流体流速及其雷诺数分别为普朗特数粘度校正(2)管内表面传热系数 按式3-32和式3-33有管程流体流通截面积管程流体流速普朗特数(3)污垢热阻和管壁热阻 按表3-10,可取管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻按式3-34计算,依表3-14,碳钢在该条件下的热导率为50w/(m•K)。所以(4) 传热系数 依式3-21有(5)传热面积裕度 依式3-35可得所计算传热面积Ac为该换热器的实际传热面积为Ap该换热器的面积裕度为传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。2. 壁温计算因为管壁很薄,而且壁热阻很小,故管壁温度可按式3-42计算。由于该换热器用循环水冷却,冬季操作时,循环水的进口温度将会降低。为确保可靠,取循环冷却水进口温度为15℃,出口温度为39℃计算传热管壁温。另外,由于传热管内侧污垢热阻较大,会使传热管壁温升高,降低了壳体和传热管壁温之差。但在操作初期,污垢热阻较小,壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中,应该按最不利的操作条件考虑,因此,取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。于是,按式4-42有式中液体的平均温度 和气体的平均温度分别计算为×39+×15=℃(110+60)/2=85℃5887w/㎡•㎡•k传热管平均壁温℃壳体壁温,可近似取为壳程流体的平均温度,即T=85℃。壳体壁温和传热管壁温之差为 ℃。该温差较大,故需要设温度补偿装置。由于换热器壳程压力较大,因此,需选用浮头式换热器较为适宜。3.换热器内流体的流动阻力(1)管程流体阻力, ,由Re=35002,传热管对粗糙度,查莫狄图得 ,流速u=,,所以,管程流体阻力在允许范围之内。(2)壳程阻力 按式计算, ,流体流经管束的阻力F=×××(14+1)× =75468Pa流体流过折流板缺口的阻力, B= , D=总阻力75468+43218=× Pa由于该换热器壳程流体的操作压力较高,所以壳程流体的阻力也比较适宜。(3)换热器主要结构尺寸和计算结果见下表:参数 管程 壳程流率 898560 227301进/出口温度/℃ 29/39 110/60压力/MPa 物性 定性温度/℃ 34 85密度/(kg/m3) 90定压比热容/[kj/(kg•k)] 粘度/(Pa•s) ××热导率(W/m•k) 普朗特数 设备结构参数 形式 浮头式 壳程数 1壳体内径/㎜ 1400 台数 1管径/㎜ Φ25× 管心距/㎜ 32管长/㎜ 7000 管子排列 △管数目/根 1224 折流板数/个 14传热面积/㎡ 673 折流板间距/㎜ 450管程数 2 材质 碳钢主要计算结果管程 壳程流速/(m/s) 表面传热系数/[W/(㎡•k)] 5887 污垢热阻/(㎡•k/W) 阻力/ MPa 热流量/KW 10417传热温差/K 传热系数/[W/(㎡•K)] 400裕度/% 七. 参考文献:1. 刘积文主编,石油化工设备及制造概论,哈尔滨;哈尔滨船舶工程学院出版社,1989年。2. ——84机械制图图纸幅面及格式3. GB150——98钢制压力容器4. 机械工程学会焊接学会编,焊接手册,第3卷,焊接结构,北京;机械工业出版社 1992年。5. 杜礼辰等编,工程焊接手册,北京,原子能出版社,19806. 化工部六院编,化工设备技术图样要求,化学工业设备设计中心站,1991年。
按照GB151,对照例题设计好了。说明书自己画一个就完事了,很简单的。
1.如何计算开孔率?开孔率的范围是?答:开孔率等于阀孔总面积比开孔区面积,即孔径与塔径之比的平方乘开孔数。开孔率要求在5%至15%范围内。2.设置人孔的目的是什么?设计人孔时应该注意哪些问题?答:人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道,人孔的设置应便于进入任何一层塔板,由于设置人孔处塔间距离大,且人孔设备过多会制造时塔体的弯曲难以达到要求,对于D≥1000mm的板式塔,每隔6至8块塔板设置一个人孔,且裙座处取2个人孔。3.精馏浮阀塔设计时工艺流程图包括哪几部分?答:精馏塔、进料管、回流管、塔顶蒸汽接管、塔釜进气管、泵、冷凝器及再沸器.
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文,供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要:计算流体力学是以多种计算方程为基础,在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算,分析出不同守恒定律中,这些变量的主控形式和变化规律,从而优化工程设计和工艺设备,提高化学反应中正向变化的进行,提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析,有利于工程成本的节约,提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析,并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD,是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。
在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课,文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华,冯新,吉远辉,等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ,2008,3:19-21.
[2]梁浩,刘惠茹,王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工,2010,37(1):157-158.
[3]李兴扬,唐定兴,沈凤翠,等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育,2011,3:71-73.
[4]朱自强,吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
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这只是个模板,你还要自己修改数据,其中有些公式显示不出来。一.设计任务和设计条件某生产过程的流程如图所示,反应器的混合气体经与进料物流患热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h,压力为 ,循环冷却水的压力为 ,循环水的入口温度为29℃,出口温度为39℃ ,试设计一台列管式换热器,完成该生产任务。物性特征:混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容 =℃热导率 =粘度循环水在34℃ 下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度二. 确定设计方案1. 选择换热器的类型两流体温的变化情况:热流体进口温度110℃ 出口温度60℃;冷流体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。2. 管程安排从两物流的操作压力看,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下贱,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。三. 确定物性数据定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为T= =85℃管程流体的定性温度为t= ℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在35℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):密度定压比热容 =℃热导率 =粘度 =×10-5Pas循环水在34℃ 下的物性数据:密度 =㎏/m3定压比热容 =℃热导率 =℃粘度 =×10-3Pas四. 估算传热面积1. 热流量Q1==227301××(110-60)=×107kj/h =.平均传热温差 先按照纯逆流计算,得=3.传热面积 由于壳程气体的压力较高,故可选取较大的K值。假设K=320W/(㎡k)则估算的传热面积为Ap=4.冷却水用量 m= =五. 工艺结构尺寸1.管径和管内流速 选用Φ25×较高级冷拔传热管(碳钢),取管内流速u1=。2.管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=按单程管计算,所需的传热管长度为L=按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。根据本设计实际情况,采用非标设计,现取传热管长l=7m,则该换热器的管程数为Np=传热管总根数 Nt=612×2=12243.平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数按式(3-13a)和式(3-13b)有 R=P=按单壳程,双管程结构,查图3-9得平均传热温差 ℃由于平均传热温差校正系数大于,同时壳程流体流量较大,故取单壳程合适。4.传热管排列和分程方法 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。见图3-13。取管心距t=,则 t=×25=≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式(3-16)计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。管数的分成方法,每程各有传热管612根,其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。5.壳体内径 采用多管程结构,壳体内径可按式(3-19)估算。取管板利用率η= ,则壳体内径为D=按卷制壳体的进级档,可取D=1400mm6.折流板 采用弓形折流板,去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为H=×1400=350m,故可 取h=350mm取折流板间距B=,则 B=×1400=420mm,可取B为450mm。折流板数目NB=折流板圆缺面水平装配,见图3-15。7.其他附件拉杆数量与直径按表3-9选取,本换热器壳体内径为1400mm,故其拉杆直径为Ф12拉杆数量不得少于10。壳程入口处,应设置防冲挡板,如图3-17所示。8.接管壳程流体进出口接管:取接管内气体流速为u1=10m/s,则接管内径为圆整后可取管内径为300mm。管程流体进出口接管:取接管内液体流速u2=,则接管内径为圆整后去管内径为360mm六. 换热器核算1. 热流量核算(1)壳程表面传热系数 用克恩法计算,见式(3-22)当量直径,依式(3-23b)得=壳程流通截面积,依式3-25 得壳程流体流速及其雷诺数分别为普朗特数粘度校正(2)管内表面传热系数 按式3-32和式3-33有管程流体流通截面积管程流体流速普朗特数(3)污垢热阻和管壁热阻 按表3-10,可取管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻按式3-34计算,依表3-14,碳钢在该条件下的热导率为50w/(m•K)。所以(4) 传热系数 依式3-21有(5)传热面积裕度 依式3-35可得所计算传热面积Ac为该换热器的实际传热面积为Ap该换热器的面积裕度为传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。2. 壁温计算因为管壁很薄,而且壁热阻很小,故管壁温度可按式3-42计算。由于该换热器用循环水冷却,冬季操作时,循环水的进口温度将会降低。为确保可靠,取循环冷却水进口温度为15℃,出口温度为39℃计算传热管壁温。另外,由于传热管内侧污垢热阻较大,会使传热管壁温升高,降低了壳体和传热管壁温之差。但在操作初期,污垢热阻较小,壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中,应该按最不利的操作条件考虑,因此,取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。于是,按式4-42有式中液体的平均温度 和气体的平均温度分别计算为×39+×15=℃(110+60)/2=85℃5887w/㎡•㎡•k传热管平均壁温℃壳体壁温,可近似取为壳程流体的平均温度,即T=85℃。壳体壁温和传热管壁温之差为 ℃。该温差较大,故需要设温度补偿装置。由于换热器壳程压力较大,因此,需选用浮头式换热器较为适宜。3.换热器内流体的流动阻力(1)管程流体阻力, ,由Re=35002,传热管对粗糙度,查莫狄图得 ,流速u=,,所以,管程流体阻力在允许范围之内。(2)壳程阻力 按式计算, ,流体流经管束的阻力F=×××(14+1)× =75468Pa流体流过折流板缺口的阻力, B= , D=总阻力75468+43218=× Pa由于该换热器壳程流体的操作压力较高,所以壳程流体的阻力也比较适宜。(3)换热器主要结构尺寸和计算结果见下表:参数 管程 壳程流率 898560 227301进/出口温度/℃ 29/39 110/60压力/MPa 物性 定性温度/℃ 34 85密度/(kg/m3) 90定压比热容/[kj/(kg•k)] 粘度/(Pa•s) ××热导率(W/m•k) 普朗特数 设备结构参数 形式 浮头式 壳程数 1壳体内径/㎜ 1400 台数 1管径/㎜ Φ25× 管心距/㎜ 32管长/㎜ 7000 管子排列 △管数目/根 1224 折流板数/个 14传热面积/㎡ 673 折流板间距/㎜ 450管程数 2 材质 碳钢主要计算结果管程 壳程流速/(m/s) 表面传热系数/[W/(㎡•k)] 5887 污垢热阻/(㎡•k/W) 阻力/ MPa 热流量/KW 10417传热温差/K 传热系数/[W/(㎡•K)] 400裕度/% 七. 参考文献:1. 刘积文主编,石油化工设备及制造概论,哈尔滨;哈尔滨船舶工程学院出版社,1989年。2. ——84机械制图图纸幅面及格式3. GB150——98钢制压力容器4. 机械工程学会焊接学会编,焊接手册,第3卷,焊接结构,北京;机械工业出版社 1992年。5. 杜礼辰等编,工程焊接手册,北京,原子能出版社,19806. 化工部六院编,化工设备技术图样要求,化学工业设备设计中心站,1991年。
我正在修化工原理,刚学到那章,我觉得我们课本不错,是天津大学出的《化工原理》里面有详细介绍。LZ试
产品名称:列管式换热器产品介绍:列管式换热器(又名列管式冷凝器),按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热面积1~500m2,可根据用户需要定制。产品名称:浮头式标准系列换热器产品介绍:浮头式换热器其一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的,故当两种介质的温差较大时,管束与壳体之间不会产生温差应力。浮头端设计成可拆结构,使管束可以容易地插入或抽出,这样为检修和清洗提供了方便。这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大,而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。
下列转载的文章供你参考:列管式换热器的设计和选用(1) 列管式换热器的设计和选用应考虑的问题◎ 冷、热流体流动通道的选择具体选择冷、热流体流动通道的选择在换热器中,哪一种流体流经管程,哪一种流经壳程,下列几点可作为选择的一般原则:a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程,因管内清洗方便。b) 腐蚀性流体宜在管程,以免管束和壳体同时受到腐蚀。c) 压力高的流体宜在管内,以免壳体承受压力。d) 饱和蒸汽宜走壳程,因饱和蒸汽比较清洁,表面传热系数与流速无关,而且冷凝液容易排出。e) 流量小而粘度大( )的流体一般以壳程为宜,因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是绝对的,如流动阻力损失允许,将这类流体通入管内并采用多管程结构,亦可得到较高的表面传热系数。f) 若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将表面传热系数大的流体通入壳程,以减小热应力。g) 需要被冷却物料一般选壳程,便于散热。以上各点常常不可能同时满足,应抓住主要方面,例如首先从流体的压力、防腐蚀及清洗等要求来考虑,然后再从对阻力降低或其他要求予以校核选定。◎ 流速的选择常用流速范围流速的选择流体在管程或壳程中的流速,不仅直接影响表面传热系数,而且影响污垢热阻,从而影响传热系数的大小,特别对于含有泥沙等较易沉积颗粒的流体,流速过低甚至可能导致管路堵塞,严重影响到设备的使用,但流速增大,又将使流体阻力增大。因此选择适宜的流速是十分重要的。根据经验,表及表列出一些工业上常用的流速范围,以供参考。表 列管换热器内常用的流速范围流体种类流速 m/s管程壳程一般液体宜结垢液体气 体~>15~~>~15表 液体在列管换热器中流速(在钢管中)液体粘度 最大流速 m/s>15001000~500500~100100~5335~1>◎ 流动方式的选择流动方式选择流动方式的选择除逆流和并流之外,在列管式换热器中冷、热流体还可以作各种多管程多壳程的复杂流动。当流量一定时,管程或壳程越多,表面传热系数越大,对传热过程越有利。但是,采用多管程或多壳程必导致流体阻力损失,即输送流体的动力费用增加。因此,在决定换热器的程数时,需权衡传热和流体输送两方面的损失。当采用多管程或多壳程时,列管式换热器内的流动形式复杂,对数平均值的温差要加以修正,具体修正方法见节。◎ 换热管规格和排列的选择具体选择 换热管规格和排列的选择换热管直径越小,换热器单位体积的传热面积越大。因此,对于洁净的流体管径可取小些。但对于不洁净或易结垢的流体,管径应取得大些,以免堵塞。考虑到制造和维修的方便,加热管的规格不宜过多。目前我国试行的系列标准规定采用 和 两种规格,对一般流体是适应的。此外,还有 ,φ57×的无缝钢管和φ25×2, 的耐酸不锈钢管。按选定的管径和流速确定管子数目,再根据所需传热面积,求得管子长度。实际所取管长应根据出厂的钢管长度合理截用。我国生产的钢管长度多为6m、9m,故系列标准中管长有,2,3,,6和9m六种,其中以3m和6m更为普遍。同时,管子的长度又应与管径相适应,一般管长与管径之比,即L/D约为4~6。 管子的排列方式有等边三角形和正方形两种(图,图)。与正方形相比,等边三角形排列比较紧凑,管外流体湍动程度高,表面传热系数大。正方形排列虽比较松散,传热效果也较差,但管外清洗方便,对易结垢流体更为适用。如将正方形排列的管束斜转45°安装(图),可在一定程度上提高表面传热系数。 图 管子在管板上的排列◎ 折流挡板 折流挡板间距的具体选择折流挡板安装折流挡板的目的是为提高管外表面传热系数,为取得良好的效果,挡板的形状和间距必须适当。对圆缺形挡板而言,弓形缺口的大小对壳程流体的流动情况有重要影响。由图可以看出,弓形缺口太大或太小都会产生"死区",既不利于传热,又往往增加流体阻力。 a.切除过少b.切除适当 c.切除过多图挡板切除对流动的影响挡板的间距对壳体的流动亦有重要的影响。间距太大,不能保证流体垂直流过管束,使管外表面传热系数下降;间距太小,不便于制造和检修,阻力损失亦大。一般取挡板间距为壳体内径的~倍。我国系列标准中采用的挡板间距为:固定管板式有100,150,200,300,450,600,700mm七种 浮头式有100,150,200,250,300,350,450(或480),600mm八种。(2)流体通过换热器时阻力的计算换热器管程及壳程的流动阻力,常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时,则应修改设计参数或重新选择其他规格的换热器。按一般经验,对于液体常控制在104~105Pa范围内,对于气体则以103~104Pa为宜。此外,也可依据操作压力不同而有所差别,参考下表。换热器操作允许压降△P换热器操作压力P(Pa)允许压降△P<105 (绝对压力)0~105 (表压)>105 (表压)>5×104 Pa◎ 管程阻力管程阻力可按一般摩擦阻力计算式求得。具体计算公式管程阻力损失管程阻力损失可按一般摩擦阻力计算式求得。但管程总的阻力 应是各程直管摩擦阻力 、每程回弯阻力 以及进出口阻力 三项之和。而 相比之下常可忽略不计。因此可用下式计算管程总阻力损失 : 式中 每程直管阻力 ;每程回弯阻力 ;Ft-结构校正系数,无因次,对于 的管子,Ft=,对于 的管子Ft=;Ns-串联的壳程数,指串联的换热器数;Np-管程数;由此式可以看出,管程的阻力损失(或压降)正比于管程数Np的三次方,即 ∝ 对同一换热器,若由单管程改为两管程,阻力损失剧增为原来的8倍,而强制对流传热、湍流条件下的表面传热系数只增为原来的倍;若由单管程改为四管程,阻力损失增为原来的64倍,而表面传热系数只增为原来的3倍。由此可见,在选择换热器管程数目时,应该兼顾传热与流体压降两方面的得失。◎ 壳程阻力对于壳程阻力的计算,由于流动状态比较复杂,计算公式较多,计算结果相差较大。 埃索法计算公式壳程阻力损失对于壳程阻力损失的计算,由于流动状态比较复杂,提出的计算公式较多,所得计算结果相差不少。下面为埃索法计算壳程阻力损失的公式: 式中 -壳程总阻力损失, ; -流过管束的阻力损失, ; -流过折流板缺口的阻力损失, ;Fs-壳程阻力结垢校正系数,对液体可取Fs=,对气体或可凝蒸汽取Fs=;Ns-壳程数;又管束阻力损失 折流板缺口阻力损失 式中 -折流板数目; -横过管束中心的管子数,对于三角形排列的管束, ;对于正方形排列的管束, , 为每一壳程的管子总数;B-折流板间距,m;D-壳程直径,m; -按壳程流通截面积或按其截面积 计算所得的壳程流速,m/s;F-管子排列形式对压降的校正系数,对三角形排列F=,对正方形排列F=,对正方形斜转45°,F=04; -壳程流体摩擦系数,根据 ,由图求出(图中t为管子中心距),当 亦可由下式求出: 因 , 正比于 ,由式可知,管束阻力损失 ,基本上正比于 ,即 ∝ 若挡板间距减小一半, 剧增8倍,而表面传热系数 只增加倍。因此,在选择挡板间距时,亦应兼顾传热与流体压降两方面的得失。同理,壳程数的选择也应如此。 图 壳程摩擦系数f0与Re0的关系列管式换热器的设计和选用(续)(3)列管式换热器的设计和选用的计算步骤设有流量为去qm,h的热流体,需从温度T1冷却至T2,可用的冷却介质入口温度t1,出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程: 当Q和 已知时,要求取传热面积A必须知K和 则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。可见,在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下,选用或设计换热器必须通过试差计算,按以下步骤进行。◎ 初选换热器的规格尺寸◆ 初步选定换热器的流动方式,保证温差修正系数 大于,否则应改变流动方式,重新计算。◆ 计算热流量Q及平均传热温差△tm,根据经验估计总传热系数K估,初估传热面积A估。◆ 选取管程适宜流速,估算管程数,并根据A估的数值,确定换热管直径、长度及排列。 ◎ 计算管、壳程阻力 在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上,就可以计算管、壳程流速和阻力,看是否合理。或者先选定流速以确定管程数NP和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时NP与B是可以调整的参数,如仍不能满足要求,可另选壳径再进行计算,直到合理为止。◎ 核算总传热系数分别计算管、壳程表面传热系数,确定污垢热阻,求出总传系数K计,并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多,应重新估算。◎ 计算传热面积并求裕度根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△tm,由总传热速率方程计算传热面积A0,一般应使所选用或设计的实际传热面积AP大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右,裕度的计算式为: 换热器的传热强化途径如欲强化现有传热设备,开发新型高效的传热设备,以便在较小的设备上获得更大的生产能力和效益,成为现代工业发展的一个重要问题。依总传热速率方程: 强化方法:提高 K、A、 均可强化传热。◎提高传热系数K 热阻主要集中于 较小的一侧,提高 小的一侧有效。◆ 降低污垢热阻◆ 提高表面传热系数 提高 的方法:无相变化传热:1) 加大流速;2)人工粗造表面; 3)扰流元件。 有相变化传热:蒸汽冷凝 :1)滴状冷凝, 2)不凝气体排放,3)气液流向一致 , 4)合理布置冷凝面, 5)利用表面张力 (沟槽 ,金属丝)液体沸腾: 1)保持核状沸腾,2) 制造人工表面,增加汽化核心数。◎ 提高传热推动力 加热蒸汽P , ◎ 改变传热面积A 关于传热面积A的改变,不以增加换热器台数,改变换热器的尺寸来加大传热面积A,而是通过对传热面的改造,如开槽及加翅片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热过程。
汽车空调维修毕业论文摘要:随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高,汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时,如今也更加注重对舒适性的要求。因而,空调系统作为现代轿车基本配备,也就成为了必然。近年来,环保和能源问题成为世界关注的焦点,也成为影响汽车业发展的关键因素,各种替代能源动力车的出现,为汽车空调业提出了新的课题与挑战。自本世纪20年代汽车空调诞生以来,伴随汽车空调系统的普及与发展,汽车空调的发展大体上经历了五个阶段:单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。空调的控制方法也经历了由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。作为汽车空调系统的电路控制方面也再不段的更新改进,同时,我国汽车空调的安装随着汽车业的发展以达到100%的普及性,空调已成为现代汽车的一向基本配备。给汽车空调的使用与维修问题带来新的挑战。论文最后以汽车空调故障检修的方法,对汽车空调系统的再深入探讨,以达到对汽车空调系统的了解,并运用在实际工作中。关键词:汽车空调 压缩机 检修(一)汽车空调的过去与未来汽车空调是指对汽车座厢内的空气质量进行调节的装置。不管车外天气状况如何变化,它都能把车内的湿度、温度、流速、洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。最原始的汽车空调仅是开窗换气式。最早的汽车空调装置始于1927年,它仅由加热器、通风装置和空气过滤器三者组成,且只能对车室供暖。准确地讲,汽车空调的历史,应该从制冷技术应用在车上开始。20世纪30年代末期美国的几部公共汽车上装上了应用制冷技术的冷气装置。直到20世纪60年代,应用制冷技术的汽车空调才开始逐步地普及起来。以后,人们对汽车空调的兴趣逐年增加,汽车空调技术日趋完善,功能也越来越全面。它的发展大体上可以分为如下几个阶段:单一供暖空调装置阶段 始于1927年,目前在寒冷的北欧,亚洲北部地区,汽车空调仍使用单一供暖系统。单一供冷空调装置阶段 始于1939年,美国帕克汽车公司率先在轿车装上机械制冷降温空调器。目前单一降温的汽车空调仍在热带、亚热带部分地区使用。冷暖型汽车空调阶段 始于1954年,原美国汽车公司,首先在轿车安装于冷暖一体化空调器,这样汽车空调才具备了降温、除湿、通风、过滤、除霜等空气的调节功能。该方式目前仍然大量的使用在低档车上,是目前使用量最大的一种方式。自控汽车空调装置阶段 由于前述的冷暖型汽车空调需依靠人工调节,这既增加上司机的工作量,还使控制不理想。通用汽车公司1964年率先在轿车上应用自控汽车空调。自控空调只需预先设定温度装置,便能自动地在设定的温度范围内运行。装置根据传感器随时检测车外温度,自动地调制装置各部件工作,达到控制车外温度和行驶其他功能的目的。目前,大部分的中高级轿车,高级大客车都装备自控空调电脑控制汽车空调阶段 自1977年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司,同时将自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自的轿车上后,即预示着汽车空调技术已发展到一个新阶段。电脑控制的汽车空调功能增加,显示数字化,冷、暖、通风调控三位一体化。电脑按照车内外的环境所需,实现了调节的精细化。通过电脑控制实现了空调运行与汽车运行的协调,极大地提高了制冷效果,节约了燃料,从而提高了汽车的整体性能和舒适程度。目前电脑控制的空调都装上豪华型轿车上。(二)汽车空调的特点众所周知汽车空调是以采用发动机的动力为代价来完成调节车厢内空气环境的。了解汽车空调的特点,有利于进行汽车空调的使用和维修。与室内空调相比,汽车空调主要有如下特点:1. 汽车空调安装在行驶的车辆上,承受着剧烈频繁的振动和冲击,因此,各部件应有足够的强度和抗振能力,接头应牢固并防漏。不然将会造成汽车空调制冷系统的泄露,结果破坏了整个空调系统的工作条件,严重的会损坏制冷系统的压缩机等部件。使用中要经常检查系统内制冷剂的多少,据统计,由于制冷剂的泄露而引起的空调故障约占全部故障的80%。2. 汽车空调所需的动力均来自发动机。其中轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械,空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自一台发动机。这空调称非独立空调系统。大型客车和豪华型大、中客车,由于所需制冷量和暖气量大,一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设立独立的取暖设备,故称之为独立式空调系统。虽然非独立空调系统会影响汽车的动了性,但它相对于独立空调,在设备成本、运行成本上都较经济。据测试,汽车安装了非独立式空调后,耗油量会增加10%到20%(与车速有关)。发动机输出功率减少10%到12%。3. 汽车空调的特定工作环境要求汽车空调的制冷、制热能力尽可能的大。其原因如下:(1)夏天车内的乘客密度大,产热量大,热负荷高;冬天采暖人体所需的热量亦大。(2)为了减轻自重,汽车隔热层一般很薄,加上汽车门窗多,面积大,所以汽车隔热性差,热损大。(3)汽车的工作环境因在野外,直接受阳光、霜雪、风雨等的影响,环境变化剧烈。要使汽车空调在最短的时间里在车厢内达到舒适的环境,就要求其制冷量特别大。对非独立的空调系统来说,由于发动机工况频繁变化,所以制冷系统的制冷机变化大。比如发动机在高速和怠速运行时,转速相差10倍。这必然导致压缩机输送的制冷剂量变化极大。制冷剂流量变化大,轻者引起制冷效果不佳,重者引起压力过高,压缩机出现敲击现象,发生事故。因此,汽车空调制冷系统较室内复杂得多。(4)由于汽车本身的特点,要求汽车空调结构紧凑,质轻、量小,能在所有限的空间进行安装。目前空调的总比重比60年代下降了50%,而制冷能力却提高了50%。(5)汽车空调的供暖方式与室内空调完全不同。对于非独立式汽车空调,一般利用发动机的冷却水或废气余热,而室内空调则是利用一个电磁阀,改变制冷剂量,机组很快起动并转入稳定状况。(三)汽车空调的性能评价指标1.温度指标温度指标是指最重要的一个环节。人感到最舒服的温度是200C到280C,超过280C,人就会觉得燥热。超过400C,即为有害温度,会对人体健康造成损害。低于140C人就会觉得冷。当温度下降到00C时,会造成冻伤。因此,空调应用控制车内温度夏天在250C,冬天在180C,以保证驾驶员正常操作,防止发生事故,保证乘员在舒适的状况下旅行。2.湿度指标湿度的指标用相对湿度来表示。因为人觉得最舒适的相对湿度在50%--70%,所以汽车空调的湿度参数要控制在此范围内。3.空气的清新度由于空间小,乘员密度大,在密闭的空间内极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高。汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尖,野外有毒的花粉都容易进入车厢内,造成车内空气浑浊,影响驾驶人员身体健康。这样汽车空调必须具有对车内空气过滤的功能,以保证车内空气清新度。4.除霜功能由于有时汽车内外温度相差很大,会在玻璃上出现雾式霜,影响司机的视线,所以汽车空调必须有除霜功能。5.操作简单、容易、稳定。汽车空调必须作到不增加驾驶员的劳动强度,不影响驾驶员的视线的正常驾驶。第二章汽车空调的组成与原理(一)汽车空调的工作原理压缩机运转时,将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后,在高温高压(约700C,1471KPa)的状况下排出。这些气态蒸气流入冷凝器,并在此受到散热和冷却风扇的作用强制冷却到500C 左右。这时,制冷剂由气态变为液态。被液化了的制冷剂,进入干燥器,除去了水和杂质后,流入膨胀阀。高压的液态制冷剂从膨胀阀的小空流出,变为低压雾状后流入蒸发器。雾状制冷剂在蒸发器内吸热汽化变为气态制冷剂,从而使蒸发器表面温度下降。从送风机出来的空气,不断流过蒸发器表面,被冷却后送进车厢内降温。气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入,这样反复循环即可达到制冷目的。(二)汽车空调主要功能包括以下4大部分: 制冷、制热、通风、除湿制冷系统原理:汽车空调的压缩机依靠汽车发动机的动力提供,汽车在怠速状态下打开空调制冷怠速会明显增大,油耗也会相应的增加,油耗增加的大小与环境温度有最直接的关系,环境温度高制冷剂膨胀的压力大,发动机驱动空调的消耗也相应加大,环境温度低油耗相应减少。制热系统原理:汽车空调制热与压缩机没有丝毫关系,制热的热源不是空调本身获取的,是由汽车的散热水箱(中控台下面的暖风机总成内的副水箱)提供,早晨在热车前空调吹出来的是冷风,待热车后空调热风源源不断的送出来,制热本身基本没有能量消耗,是利用汽车的余热完成的.但在冬季,为了提升水温,加大喷油量,也使耗油量增加。但是只是在启动初期,等发动机运转正常,就是利用发动机的散热来供暖了。(而有的柴油车由于水温上升慢,为了一发动车就能享受到暖风,所以在暖风机里面加有电热丝)。通风:通风分为内循环和外循环, 使用内循环时车内空气基本不与外界交流,使用外循环时位于挡风玻璃下的新风口会将外界的空气源源不断的送进来,以保持车内空气的清新.除湿:空调制冷的过程就是除湿的过程,从制冷时产生的大量冷凝水就可以看出来了,在湿度较大的阴雨天气或是温差太大的时候车内的玻璃上容易起雾,打开空调驱雾就是一个除湿的过程。(三)汽车空调的组成 汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。1.电磁离合器 在非独立式汽车空调制冷系统中,压缩机是由汽车主发动机驱动的。在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。另外,当压缩机过载时,它还能起到一定的保护作用。因此,通过控制电磁离合器的结合与分离,就可接通与断开压缩机。 当空调开关接通时,电流通过电磁离合器的电磁线圈,电磁线圈产生电磁吸力,使压缩机的压力板与皮带轮结合,将发动机的扭矩传递给压缩机主轴,使压缩机主轴旋转。当断开空调开关时,电磁线圈的吸力消失。在弹簧作用下,压力板和皮带轮脱离,压缩机便停止工作。2.压缩机作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程,达到制冷剂散热凝露的目的。同时在整个空调系统,压缩机还是管路内介质运转的压力源,没有它,系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。 (1)用于汽车制冷系统的压缩机按运动型式可分为:往复活塞式 曲轴连杆式径向活塞式轴向活塞式 翘板式斜板式旋转式 旋叶式 圆形汽缸椭圆形汽缸转子式 滚动活塞式三角转子式螺杆式涡旋式1)曲轴连杆式压缩机 图(1)曲轴连杆式压缩机曲轴连杆式压缩机如图(1)它是一种应用较为广泛的制冷压缩机。压缩机的活塞在汽缸内不断地运动,改变了汽缸的容积,从而在制冷系统中起到了压缩和输送制冷剂的作用。压缩机的工作,可分为压缩、排气、膨胀、吸气等四个过程 2) 斜板式压缩机图(2)斜板式压缩机斜板式压缩机如图(2)它的润滑方式有两种,一种是采用强制润滑,用由主轴驱动的油泵供油到各润滑部位及轴封处。主要用于豪华型轿车或小型客车较大制冷量的压缩机。另一种是采用飞溅润滑,我国上海内燃机油泵厂生产的斜板式压缩机即是采用飞溅润滑。斜板式压缩机结构紧凑,效率高,性能可靠,因而适用于汽车空调。3)旋叶式压缩机图(3)旋叶式压缩机旋转叶片式压缩机如图(3)由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小 ,易于在狭小的发动机舱内进行布置 ,加之噪声和振动小以及容积效率高等优点 ,在汽车空调系统中也得到了一定的应用 。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高 ,制造成本较高 。4)滚动活塞式压缩机滚动活塞式压缩机具有质量小、体积小、零部件少、效率高、可靠性好以及适宜于大批量生产等优点。3.冷凝器 汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。其作用是:将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却,使其凝结为高压制冷剂液体。 汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构,其冷凝原理是:让外界空气强制通过冷凝器的散热片,将高温的制冷剂蒸气的热量带走,使之成为液态制冷剂。制冷剂蒸气所放出的热量,被周围空气带走,排到大气中。汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。(1) 管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成,如图 12所示。管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些(一般可高10%左右〉,但工艺复杂,焊接难度大,且材料要求高。一般用在小型汽车的制冷装置上。(2) 鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片,然后装配成冷凝器,如图 13所示。由于散热鳝片与管子为一个整体,因而不存在接触热阻,故散热性能好;另外,管、片之间无需复杂的焊接工艺,加工性好,节省材料,而且抗振性也特别好。所以,是目前较先进的汽车空调冷凝器。4.蒸发器 也是一种热交换器,也称冷却器,是制冷循环中获得冷气的直接器件。其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发,使蒸发器和周围空气的温度降低。同时对空气起减湿作用。5.膨胀阀膨胀阀也称节流阀,是组成汽车空调制冷系统的主要部件,安装在蒸发器入口处,是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。其功用是:把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压,调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量,使之适应制冷负荷的变化,同时可防止压缩机发生液击现象(即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩,极易引起压缩机阀片的损坏)和蒸发器出口蒸气异常过热。 6.贮液干燥器贮液干燥器简称贮液器。安装在冷凝器和膨胀阀之间,如图 20所示,其作用是临时贮存从冷凝器流出的液态制冷剂,以便制冷负荷变动和系统中有微漏时,能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量,以保证制冷剂流动的连续和稳定性。同时,可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里,使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。而且,还可滤除制冷剂中的杂质,吸收制冷剂中的水分,以防止制冷系统管路脏堵和冰塞,保护设备部件不受侵蚀,从而保证制冷系统的正常工作。贮液器出口端旁边装有一只安全熔塞,也称易熔螺塞,它是制冷系统的一种安全保护装置。其中心有一轴向通孔,孔内装填有焊锡之类的易熔材料,这些易熔材料的熔点一般为85℃-95℃。7.孔管孔管是固定孔口节流装置。两端都装有滤网,以防止系统堵塞。和膨胀阀一样,孔管也装在系统高压侧,但是取消了贮液干燥器,因为孔管直接连通冷凝器出口和蒸发器进口。孔管不能改变制冷剂流量,液态制冷剂有可能流出蒸发器出口。因此,装有孔管的系统,必须同时在蒸发器出口和压缩机进口之间,安装一个积累器,实行气液分离,以防液击压缩机。 孔管是一根细钢管,它装在一根塑料套管内。在塑料套管外环形槽内,装有密封圈。有的还有两个外环形槽,每槽各装一个密封圈。把塑料套管连同孔管都插入蒸发器进口管中,密封圈就是密封塑料套管外径和蒸发器进口管内径间的配合间隙用的。安装使用后,系统内的污染物集聚在密封圈后面,使堵塞情况更加恶化。就是这种系统内的污染物,堵塞了孔管及其滤网。这种孔管不能修,如需维护,只能清理滤网。坏了只有更换,孔管内孔的积垢,也不能清理。 8.积累器 用孔管代替膨胀阀时,汽车空调制冷系统要在低压侧安装积累器。积累器是一种特殊形式的贮液干燥器,用于回气管路中的气液分离,滤网设计有特殊要求,只许润滑油从中通过,而不允许液态制冷剂从中通过。使用孔管的汽车空调制冷系统,总是存在一种可能性:制冷剂离开蒸发器时,还是液体。为了防止液态制冷剂损坏压缩机,必须在蒸发器出口和压缩机进口之间设置积累器,以防止液态制冷剂通过。液态制冷剂在积累器中蒸发,然后以气态形式进入压缩机。9.风机 汽车空调制冷系统采用的风机,大部分是靠电机带动的气体输送机械,它对空气进行较小的增压,以便将冷空气送到所需要的车室内,或将冷凝器四周的热空气吹到车外,因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。 风机按其气体流向与风机主轴的相互关系,可分为离心式风机和轴流式风机两种。10.电磁旁通阀电磁旁通阀多用于大、中型客车的独立式空调制冷系统,其作用是控制蒸发器的蒸发压力和蒸发温度,防止蒸发器因温度过低而结霜。电磁旁通阀一般安装在贮液干燥器与压缩机吸入阀之间。11.主轴油封 主轴油封损坏,会引起雪种和润滑油泄漏。一般可以从有关的油迹来确定泄漏的地方。也可将压缩机拆下,浸入水中,以进出、口不没入水中为度。将排气口堵住,再从进气口加气压。从有关冒气泡的地方很容易确诊是不是主轴油封泄漏。 (四)汽车空调系统分类(按动力源分) 1.独立式空调:有专门的动力源(如第二台内燃机)驱动整个空调系统的运行。一般用于长途货运、高地板大中巴等车上。独立式空调由于需要两台发动机,燃油消耗高,同时造成较高的成本,并且其维修及维护十分困难,需要十分熟练的发动机维修人员,而且发动机配件不易获得,尤其是进口发动机;另外设计和安装更容易导致系统质量问题的发生,而额外的驱动发动机更增加了发生故障的概率。 2.非独立式空调:直接利用汽车的行驶动力(发动机)来运转的空调系统。非独立式空调由主发动机带动压缩机运转,并由电磁离合器进行控制。接通电源时,离合器断开,压缩机停机,从而调节冷气的供给,达到控制车厢内温度的目的。其优点是结构简单、便于安装布置、噪音小。由于需要消耗主发动机10%-15%的动力,直接影响汽车的加速性能和爬坡能力。同时其制冷量受汽车行驶速度影响,如果汽车停止运行,其空调系统也停止运行。尽管如此,非独立式空调由于其较低的成本(相对独立式空调),已逐渐成为市场的主导产品。目前,绝大部分轿车、面包车、小巴都使用这种空调。 (五)汽车自动空调系统汽车自动空调系统指的是根据设置在车内外的各种温度传感器的输出信号,由ECU中的微机进行平衡温度的演算,对进气转换风扇、送气转换风门、混合风门、水阀、加热继电器、压缩机和鼓风机等进行自动控制,按照乘客的要求,使车厢内的温度和温度等小气候保持在使人体感觉最舒适的状态。自动空调控制系统的传感器一般有车厢内温度传感器、车厢外温度传感器、蒸发器温度传感器、太阳能传感器、水温传感器等。其中水温传感器位于发动机出水口,它将冷却水温度反馈至ECU,当水温过高时ECU能够断开压缩机离合器而保护发动机,同时也使ECU依据水温控制冷却水通往加热芯的阀门。各个传感器将温度信息反馈到ECU,ECU通过“混合风档”的冷暖风比例而控制空气流的温度,例如当温度过低时ECU指令冷气流经加热芯升温,当温度过高时则增大冷气,当车厢内温度达到预定值时,ECU会发出指令停止“混合风档”伺服电动机运转。同时,ECU还通过“方式风档”伺服电动机控制气流流向,确定出风口的吹风角度。第三章汽车空调的检修一、汽车空调检修的基本工具1.修理空调器的常用工具(1)活板手(2)开口扳手(3)套筒扳手(4)内六角扳手(5)钢丝钳(6)尖嘴钳(7)十字螺丝刀(8)一字螺丝刀(9)锉刀:圆(10)手弓钢锯(11)手枪钻(12)钻头(13)冲击钻(14)刀子(15)剪刀(16)锤子:铁锤、木锤、橡皮锤各1把 (17)卡钳(18)小镜子(19)钢卷尺(20)酒精灯(21)温度计(22)电烙铁(23)万用表(24)低压测电笔2.维修用大设备 (1)真空泵:一般选用排气量为2L/s,真空度达到5×10-4mmHg的真空泵;(2)气焊设备:氧气瓶、乙炔瓶、减压阀、乙炔单向阀及配套输气管及焊具共1套; (3)电焊设备:电焊机、输入和输出电缆线、焊把及、焊条共1套;(4)制冷器钢瓶:用来存放制冷剂,一般选用3kg~40kg不等,按实定; (5)定量加液器:可以准确地比空调器充注制冷剂 1套; (6)台秤:以确保小钢瓶的充灌制冷剂不超过额定量,避免意外发生 1台; (7)氮气瓶:存放氮气,可对空调器进行试压、检漏,以及对制冷系统进行冲洗 1套及配套;(8)卤素检漏灯或电子卤素检漏仪:对制冷系统进行检漏 1套;(9)兆欧表:测导线绝缘程度 500V直流的1套; (10)数字温度表:1套 测量空调器的进、出风温度; (11)功率表:测量空调器的输入功率1套;(12)可移动配电盘:供维修接临时电源用;3.维修专用工具(1)胀管器和扩口器:1套 (2)割管刀:切割铜管 1套 (3)弯管器:滚轮式弯管器和弹簧管式弯管器各1套 (4)修理阀:三通修理阀或复式修理阀1套(常用) (5)封口钳:将压缩机充气管封死,然后才可以焊封充气管 1套 (6)力矩扳手:空调配管之间的连接螺母一定要用相应的力矩扳手来坚固 (7)电动空心钻:用以打墙孔(小孔径可用冲击钻)、钻头选用70mm、80mm两种规格二、汽车空调制冷系统检修的基本操作1.制冷系统工作压力的检测 (1)将歧管压力计正确连接到制冷系统相应的检修阀上,如果手动阀,应使阀处于中位。 (2)关闭歧管压力计上的两个手动阀。 (3)用手拧紧歧管压力计上的高低压注入软管的联接螺母,让系统内侧的制冷剂将高低压注入软管内的空气排出,然后再将联接螺母拧紧。 (4)起动发动机并使发动机转速保持在1000~1500r/min,然后打开空调A/C开关和鼓风机开关,设置到空调最大制冷状态,鼓风机高速运转,温度调节在最冷。(5)关闭车门、车窗和舱盖,发动机预热。(6)把温度计插进中间出风口并观察空气温度,在外界温度为270C时,运行5min后出风口温度应接近70C.(7)观察高低压侧压力,压缩机的吸气压力应为207pa~24kpa,排气压力应为1103~1633kpa 。应注意,外界高温高湿将造成高温高压的条件。如果离合器工作,在离合器分离之前记录下数值。2.从制冷系统内放出制冷剂具体方法如下(1)关闭歧管压力计上的手动高低压阀,并将其高低压软管分别接在压缩机高低压检修阀上,将中间软管的自由端放在干净的软布上。(2)慢慢打开手动高压阀,让制冷剂从中间软布上排出,阀门不能开的太大,否则压缩机内的冷冻油会随制冷剂流出。(3)当压力表读数降到以下时,再慢慢打开手动低压阀,使制冷剂从高低两侧流出。(4)观察压力表读数,随着压力的下降,逐渐打开手动高低压阀,直至低压表读数到零为止。3.制冷剂充注程序 抽真空作业从高压侧充注200g液态制冷剂 第四章 总结随着我国汽车工业的高速发展,作为汽车技术现代化标志之一的汽车空调技术在我国蓬勃发展。汽车空调大大改善了乘坐环境,提高了成员的舒适性。近年来,各种完善的多功能型空调装置的应用,受到用户的普遍欢迎。但对于汽车空调维修人员来说将面临新的挑战!本论文对汽车空调的原理、结构以及必备的工具等知识做了一般性的介绍。重点对修理、维护做了详尽的介绍。这样做的原因,主要是考虑本论文所面对是汽车空调维修人员,并由此希望能帮助学习动手解决一般汽车空调故障的技能。第五章 参考文献【1】冯玉琪《实用空调制冷设备维修大全》电子工业出版社1994【2】张蕾 《汽车空调》机械工业出版社2007【3】夏云铧 齐红《汽车空调应用与维修—从入门到精通》机械工业出版社
我有,你分太少了。
化工原理换热器设计丁二烯蒸汽冷凝器的设计年级:2014级姓名:逄江华学号:2014094068班级:化学工程与工艺班前言一、换热器的种类 固定管板式换热器管板式换热器 浮头式换热器填料涵式换热器换热器 套管式换热器蛇形式换热器二、换热器的特点1.管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器,是一种通用的标准换热设备,它具有结构简单,坚固耐用,造价低廉,用材广泛,清洗方便,适应性强等优点,应用最为广泛。管壳式换热器根据结构特点分为以下几种:固定管板式换热器固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起,这类换热器结构简单,价格低廉,但管外清洗困难,宜处理两流体温差小于50℃且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。带有膨胀节的固定管板式换热器,其膨胀节的弹性变形可减小温差应力,这种补偿方法适用于两流体温差小于70℃且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。浮头式换热器浮头式换热器的管板有一个不与外壳连接,该端被称为浮头,管束连同浮头可以自由伸缩,而与外壳的膨胀无关。浮头式换热器的管束可以拉出,便于清洗和检修,适用于两流体温差较大的各种物料的换热,应用极为普遍,但结构复杂,造价高。填料涵式换热器填料涵式换热器管束一端可以自由膨胀,与浮头式换热器相比,结构简单,造价低,但壳程流体有外漏的可能性,因此壳程不能处理易燃,易爆的流体。2.蛇管式换热器蛇管式换热器是管式换热器中结构最简单,操作最方便的一种换热设备,通常按照换热方式不同,将蛇管式换热器分为沉浸式和喷淋式两类。3.套管式换热器套管式换热器是由两种不同直径的直管套在一起组成同心套管,其内管用U型时管顺次连接,外管与外管互相连接而成,其优点是结构简单,能耐高压,传热面积可根据需要增减,适当地选择管内、外径,可使流体的流速增大,两种流体呈逆流流动,有利于传热。此换热器适用于高温,高
好的,我 。做,。 来。 做。
你这是平盖型的单壳程浮头式换热器(U型管)它的公称直径是500mm
我给你发过去了,剩下的自己看着画吧,你不能自己一点不动手,只能帮你到这了,不过提醒你下,你这个设计的有问题,自己看图就明白了
A -- 前端盖 是平盖管箱E -- 单体壳程T -- 可抽式浮头500 -- 壳体圆筒内直径 500mm,就是浮头式换热器设计,还是比较复杂的,我原来做过浮头式换热器的毕业论文,你有兴趣可以到我的文库去看看,仅供参考