过程工程原理课程设计题目发酵补料液(430Kg/h)连续灭菌系统设计姓名完成日期TOC\o"1-5"\h\z设计方案简介41.1换热器类型的选择41.2加热剂、冷却剂的选择41.3流体流动空间的选择51.4流体进出温度的选择51.5换热器材质的选择51.6初步流程图6工艺计算72.1换热器（加热器）计算72.1.1热量计算72.1.2K值A值计算72.1.3管壁温度92.1.4壳体壁温92.1.5温度补偿92.2冷却器1计算92.2.1热量计算92.2.2面积A与K值计算102.2.3管壁温度112.2.4壳体壁温112.2.5温度补偿112.3冷却器2112.3.1热量计算112.3.2K值A值计算122.3.3管壁温度132.3.4壳体壁温132.3.5温度补偿133.辅助设备的选择143.1泵的选择143.1.1离心泵对外管路供给的压头Hfi153.1.2离心泵对加热器供给的压头Hf2153.1.3离心、泵对冷却器1供给的压头Hf3163.1.4离心、泵对冷却器2供给的压头hf4163.1.5离心泵对维持罐供给的压头Hf5163.1.6hfM173.1.7泵的选择173.2法兰和管板的选取183.3折流板193.4封头194.设计一览表195.设计评述236.参考文献247.主要符号说明21设计方案简介1.1换热器类型的选择换热器分类：1、两流体直接接触式换热器：会影响补料液浓度，难以精确控制2、蓄热式换热器：常用于回收气体热量或冷量，不适用本次设计3、间壁式换热器：应用广，冷热流体用间壁隔开，不影响料液浓度和染菌可能考虑本次工艺要求，选择间壁式换热器列管式换热器⑴列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器历史悠久，占据主导作用。优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。根据以上特点，列管式换热器中我们选择了固定管板式换热器1.2加热剂、冷却剂的选择加热剂：水蒸气进温度：151.7°C（绝压5kPa），冷凝水出温度：151.7°C冷却剂：冷物料，水1.3流体流动空间的选择在加热中，管内流热补料液，壳内水蒸气；第一个冷却器中管内走热补料液，壳内走冷补料液，第二个冷却器管内走热物料，壳内走水1.4流体进出温度的选择加热器:冷料液进温度65C，出温度：120C冷却器：灭菌后料液进温度：120C,第二个冷却器出温度：30C左右第一个冷却器冷料液进温度：25C，出温度：60C1.5换热器材质的选择不锈钢1.6初步流程图l=40m2t1=2S-Li=5m6=5m水L=5m7T5t24Z［冷凝水T1=t2=S0L3=40m2.工艺计算2.1换热器(加热器)计算2.1.1热量计算由葡萄糖Cp经验公式Cp=4.186+2.681x10-5T-0.02509x+7.357x10-5Tx-1.564x10-7TT-4.136x10-7xx[kJ/(kg・K)]⑵已知T平均=(60+120)/2=90°C将硫酸镁当葡萄糖计算x=(280+15)/10=29.5%Cp1=3.161[kJ/(kg・K)]查表得45C时水的比热容为4.5[kJ/(kg・K)][3]w1=29.5%,w2=70.5%1/Cp=w1/cp1+w2/cp2=29.5%/3.161+70.5%/4.5得Cp=4.0[kJ/(kg-K)]Q=qm1*Cp(T1-T2)=(430/36)*40*60=2867kw已知50下水蒸气温度为t=151.7C[4]△tm=(At1-At2)/ln(At1/At2)=56.5C2.1.2K值A值计算假设K=20W/(m2*k)可得A1=nndl=Q/(KAtm),推出nd=Q/(KlnAtm)...(1)查表得p葡萄糖=1.566g/mlp硫酸镁=2.66g/ml[5]p=10/(280/1.566+15/2.66+705/0.99)=1.115g/ml=1115kg/mA-3因为qm=qv*p得qv=38.5mA3/h由qv=A2u=(nnd2)u/4,nd2=4qv/(un)(2)取u=1m/sl=9m(1)(2)式联立得d=16mmn=48(管子规格选中25x2.5mm)⑹d1=20mmd2=25mm代入qv=A2u=(nnd2)u/4得n=34，查表得选取规格为①25x2.5mm,n=