摘 要

随着全球环境恶化，水污染加剧，工业生产中，水成为一种昂贵、短缺的资源，由此，空冷越来越受到工业生产的青睐，至今在石头化工、冶金电力及食品加工等领域，得到了广泛的应用。

本文针对油品冷却空冷器进行研究，从空冷器结构选型、工艺计算以及其他主要部件的设计等方面进行介绍；空冷器结构选型主要对工艺流程、通风方式、构架型式及管束型式进行了设计；工艺计算中针对整体热负荷、传热和热阻、阻力和压降进行了详细的计算；在空冷器部件设计中，针对管箱、管束、风机、构架和电机给出了设计方案；最后通过Aspen EDR软件进行设计，校核与优化，校核部分是对本文设计的参数进行校核，从中发现可优化方向，优化部分是对校核结果的优化。最终的结果是，通过优化设计，使得空冷器不论从传热效率，使用寿命，还是投资费用，尽量得出最优方案，使其投入生产。

关键词：空冷器 选型设计 工艺计算 Aspen EDR校核优化

Study on the Design of Oil cooling Air cooler

Abstract

With the deterioration of the global environment and the intensification of water pollution, water has become an expensive and scarce resource in industrial production. As a result, air cooling has become more and more popular in industrial production. Up to now, it has been widely used in the fields of stone chemical industry, metallurgical electric power, food processing and so on. It has been widely used.

In this paper, the oil cooling air cooler is studied. The structure selection of air cooler, process calculation and the design of other main components are introduced. The structure selection of air cooler is mainly designed for process flow, ventilation mode, frame type and tube type, and the whole heat load, heat transfer and heat transfer are used in the process calculation. The thermal resistance, resistance and pressure drop are calculated in detail. In the design of air cooler parts, the design scheme is given for the tube box, pipe bundle, fan, frame and motor. Finally, the design of the Aspen EDR software is designed, checked and optimized, and the checking part is checked for the parameters designed in this paper, and the optimization direction can be found from it. The optimization part is the optimization of the results of the checking. The final result is that by optimizing the design, the optimal scheme can be obtained from the heat transfer efficiency, the service life and the investment cost, so that the cooler can be put into production.

Key Words: Air cooler; Type selection Design; process calculation ;Aspen EDR check and Optimization

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 空冷与水冷 1

1.3 空冷器结构型式及分类 2

1.3.1 结构型式 2

1.3.2 分类 2

1.4 研究方向与方法 3

第二章 空冷器总体设计 4

2.1工艺条件 4

2.2空冷与水冷的选择 4

2.3总体型式选择 5

2.3.1 工艺流程 5

2.3.2 通风方式 5

2.3.3 结构型式 6

2.3.4 调节方式 6

2.3.5 整体布置方式 7

第三章 空冷器设计计算 8

3.1 整体方案计算 8

3.1.1 热负荷 8

3.1.2 结构设计 8

3.1.3翅片管束的选择 9

3.2 传热及热阻计算 10

3.2.1管内膜传热系数 10

3.2.2 实际出口风温和风量的计算 11

3.2.3 翅片膜传热系数 11

3.2.4热阻及总传热系数 12

3.2.5 传热温差及面积 13

3.3 阻力计算 13

3.3.1 管内阻力计算 13

3.3.2 管外空气阻力计算 14

第四章 空冷器主要部件设计 16

4.1 空冷器管束设计 16

4.1.1 管束结构与参数 16

4.1.2 翅片管型式 16

4.1.3 管束材料的选取 17

4.1.4管束热补偿设计 17

4.2 管箱设计 18

4.2.1 管箱设计原则及最终选型 18

4.2.2 结构校核计算 19

4.3 风机设计 21

4.4 其他部件设计 22

4.4.1 构架 22

4.4.2 百叶窗 22

4.4.3 传动形式 22

4.4.4 配套电机 22

4.4.5 接管 22

第五章 Aspen EDR的设计、校核与优化 23

5.1 Air Cooled程序简介 23

5.2 Aspen EDR设计方案 23

5.3 Aspen EDR校核和优化 25

5.3.1校核结果分析 25

5.3.2 优化方案 27

第六章 结论 29

参考文献 31

致谢 32

第一章 绪论

1.1 概述

空冷器属于翅片管热交换器的一种，翅片管热交换器是一种带翅的管式热交换器，在石油、动力、化工、冶金、制冷和食品等工业中，翅片管热交换器应用非常广泛^[1]。

第一次工业革命以来，水在工业生产中一直扮演着重要的角色，尤其在工业冷却系统中，水是非常理想的冷却介质。上世纪20年代，空气冷却器技术正式应用于工业中，这一技术的发展直接冲击了水冷在工业中的地位，随着经济的发展，各国大量投入人力物力，使得空冷技术水平迅速提升，在很多重要领域逐步取代了空冷。这一历史性的转变，主要原因如下：

⑴ 随着经济社会的发展，人类对这种资源的需求急剧上升，所以石油化工，电力工业等等为满足人类的需求而迅速扩张，使得用水量呈指数增长，全球出现大范围缺水的问题。

⑵ 工业用水排除时已为废水，污水，对生态环境造成了巨大的污染；人类在能源短缺的情况下，更应该节约资源，保护环境。

相关图片展示：