卧式半容积式换热器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 物料之间传递热量需要换热器，因此，换热器的设计是一个关键的步骤。随着我国国民经济的飞速发展，在化工，化肥，炼油，制药，冶金，电力等行业都有着广泛的应用。在上述行业中，换热器的投资所占比重很大，约占到企业投资的 35数量上也远远多于其他设备。换热器作为上述行业的通用设备，在企业生产中占有十分重要的地位。锁着国家科学技术的发展，对能源利用，开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日渐加强。一台换热器产品的设计，应符合企业实际生产需要。对着国际科学技术的发展，对换热器的研究水品也有了显著的提高。换热器的设计，制造，结构改进和以及传热机理的研究也十分活跃。列管式换热器的应用有着悠久的历史，即使现代，列管式换热器作为一款传统的标准换热设备在很多工业部门中有着广泛的使用和深远的影响。尤其在化工，化肥，炼油，等传统工业领域所实用的设备中，列管式换热器仍占据着主导地位。 欧美发达国家于 20 世纪 80 年代起开始竞相开发、研制各种型式的换热器。我国对各种新型换热器的研究虽然起步较晚，但经过对国外换热器的借鉴、消化、吸收，也得到了飞速的发展。我国科技工作者也加快了自主研发新型节能换热器的步伐，我国很多大型 石化公司和设计院的新型换热器产品如板壳式换热器、蒸发式空冷器、波节管换热器等不断获得国际大奖并出口应用于国外大型设备和厂家。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 随着近年对设备环保、节能的要求越来越高，如果有效利用工业余热废热成为研究的热门问题，同时随着人民生活水平的提升，对热水供暖的需求加大，快速传热，稳定供热的环保设备得到更多的认可。而半容积式换热器具有的换热快速，传热系数高，换热量大，容积利用率大，节能，节省空间等优点。 1 关键词 : 换热器设计； 自主研发； 环保； 节能 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of is a of in in a of in is 5of is as an in of to of A in of to of of is of a a in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in as is in 980 s to to of of of in a of s of of a of as in As in to of if of at as s to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章工艺计算 . 1 计条件 . 1 定物性参数 . 1 定传热面积 . 1 均温度差 . 2 传热系数 K . 2 算换热量及产热水量 . 2 核传热系数 K . 3 程换热系数 0 . 3 流板的切除高度 . 3 流板的弓形面积 . 3 子的横截面积与壳体的横截面积之比 . 3 缺区内的流通面积 . 4 何平均流通面积 . 4 何平均流速 . 4 何平均雷诺数 . 4 程平均换热系数 . 4 程的平均换热系数 . 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 热系数 K . 5 算压力降 . 5 程压力降 . 5 程压力降 . 7 章小结 . 9 第二章 U 型管换热器结构设计 . 10 体的内径确定 . 10 板与换热管 . 10 流板 . 10 杆与定距管 . 11 杆 . 11 距管 . 11 流板、拉杆、定距管的连接 . 11 计堰板防短路 . 12 兰的选用 . 12 管法兰选用 . 12 片 . 12 座 . 12 章小结 . 12 第三章强度校核 . 14 热器壳体计算 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 体 . 14 头 . 14 体计算 . 14 体 . 14 头 . 15 孔补强设计 . 15 管 h,j . 16 管 a,b . 16 型管换热器开孔 . 16 圆形封头非中心孔处部位补强的计算 . 16 圆封头计算直 径 . 17 管周围封头补强区的计算宽度 . 17 管外侧补强设计高度 . 17 管内侧补强区计算高度 . 17 算结果 . 17 头因开孔削弱需要补强的面积 . 18 头多余金属面积 . 18 强圈的金属面积 . 18 管外侧多余金属面积 . 18 管内侧金属面积 . 18 个孔需要补强面积 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 强圈设计 . 18 孔开孔 . 18 强及补强方法的判别 . 19 孔所需补强的面积 . 19 管多余金属面积 . 19 效补强面积壳体的有效厚度 . 20 效补强面积 . 20 体水压试验及其壳体 的强度校核 . 21 热器管程水压试验及其壳体的强度校核 . 21 板校核 . 22 章小结 . 24 第四章制造、检验、安装与维修 . 25 述 . 25 料验收 . 25 体的制造 . 25 头的制造 . 26 板的制造 . 27 束的制造 . 27 管的制造 . 28 配 . 28 体、法兰的组装与焊接 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 箱的组装、焊接与加工 . 28 漆、包装 . 29 器在使用中常见故障及处理 . 29 因 . 29 象 . 29 理 . 29 结论 . 31 参考文献 . 32 致谢 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一 章工艺计算 计条件 已知，卧式贮罐容积 4m； 工作压力：管程 程 设计温度：（水 管程：进口蒸汽 85 出口 55 管程： 被加热水： 进口 10 出口 55； 罐体公称直径： 热器公称直径： 热介质： 水 定物性参数 表 1通过查表可知 : 定传热面积 假设换热面积是 10 U 型波纹管直管长是 1200由总面积 A= 2n d 得出： 进口温 度 出口温 度 平均温 度 密度 Kg/m 定压比 热容 j/ 导热系 数 10 W/(m. ) 黏度 105 朗特数 程 85 55 70 978 程 10 55 95 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 管子根数 n = A/2 d （ 1 =10/2 =53 根据管板的布置图 (管的排列方式为倒角正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列 )验算上述估算结果，为了结构上的合理，每壳程布管数为 57 根。则布管后的换热面积为： A= 2n d =均温度差 热流体与被 加热流体的平均传热温度 按照逆流传热计算， 585t 21 t（ 1 照平均温度差计算， 1055()5585(2 )()(t 00 ii 1 传热系数 K9 根据波纹管半容积式换热器中，汽 水换热时总传热 系数一般范围，首 先假设总传热系数 )m/(2 9 0 7)/( 0 0 22 2 （ 1 算换热量及产热水量 （ 1 热媒的消耗量： 585( 6 0 6 6)( 50h （ 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 产的热水量： 055( 6 0 6 6)( 50 （ 1 核传热系数 K 程换热系数 0 换热管平均直径是 di+(19+25) / 2=22 （ 1 流体横着经过过管束时的流通面积是 - t) （ 1 = ( = 对于其中， 壳体内径 400mm t 换热管的中心距 25mm h 折流板的间距 350 折流板的切除高度： 120,1004s i 1 流板的弓形面积 i/2) （ 1 =i/2)x（ 120/360） = 管子的横截面积与壳体的横截面积之 比 = ） （ 1 = =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 缺区内的流通面积 1 )= （ 1 何平均流通面积 1 （ 1 何平均流速 （ 1 = =s 何平均雷诺数 （ 1 = =11403 程平均换热系数 ( R 8 （ 1 40 3 （）（3927 程的平均换热系数 i =（ 1164 +17.5 t t 64 / （ 1 公式中： 水的平均温度， w 水的流速， w=m/s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 d 管径， d=上述数据代入公式得出 i =9595 W/m. 热系数 K 00 （ 1 2 719 5 9 5113-=2470W / 算压力降 程压力降 程压力降由三部分组成，即： 1p （ 1 式 流体流过波纹管部分的压力降（ 管程转弯压力降（ 管箱进出口压力降（ 以上三项分 别由下式求得 24 （ 1 24 （ 1 （ 1 式中 f 管内流体的摩擦系数； w 以波纹管最小内径计算的流速（ m/s） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 m 管程数 管箱进出口的流速（ m/s） 摩尔系数由下式求得： 0 2 （ 1 计算： 0 02/2i （ 1 =s 雷诺数： 55e （ 1 由式（ 1 0 2 0 0 026 由式（ 1 24 2 8191 2 0 020 4 =18729式（ 1 24 0 92 824 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 取 0m/s,则 3 3 5 2 由式 (1得 1p 18729+6309+73350 =98388 壳程压力降 1p (1式中 1p 壳程流体在流动路径上所产生的压力降（ 流体在壳程回弯处产生的压力降（ 壳程进出口压力降（ 以上三式求得下式得： 214p 20,1 （ 1 214 （ 1 （ 1 式中 0f 壳程流体的摩擦系数； 壳程折流板的数目； 壳体内直径（ m）； 换热管的平均直径（ m）； 壳程流体的密度（ ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 最小流通面积处流速（ m/s）。 摩尔系数由下式求得： f（ 1 流速： 3600 2/ 53 6 0 0 2/ =s 雷诺数： 1 1 4 0 0 c 由式（ 1 由式（ 1 214p 20,1 2 422 4 4 270 5 由式（ 1 214 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 由式（ 1 m/s, 得： 2 由式（ 2： 1p 一般来说，对液体，两侧的压力降一般控制在 压降在允许的压力范围内，满足要求。 3 章小结 在本章传热计算中，对换热器的计算部分有了个基本的了解，同时，对换热器的设计的未来方向有了一定的方向，对蒸汽和水在设计条件下的一些物性参数的查找，同时对传热面积，工艺结构尺寸计算，选定了换热器形式卧式半容积换热器，最后再经过核算，确定了换热器的初步形式。这在设计中指导了自己接下来的工作内容。同时对自己的能力有了一 个全新的认识。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第二章 U 型管换热器结构设计 体的内径确定 筒体的内径为 00板与换热管 可用可拆式管板夹持型式，厚度初选为 45法兰连接采用凹面密封。分程隔板槽宽 12 4热管选用不锈钢波节换热管， 19 换热管尺寸：波谷 19峰 25厚 排列形式采用转角三角形。换热管中心距 S=25 为了方便于制造加工，管子和管板的密封性与抗拉托强度，管子和管板连接全部采用强度焊。换热管最小伸出管板长度 2 流板 折流板选用单弓形折流板，折流板厚度与壳体直径与折流板间距有关，见表 2列数据。折流板最小厚度取 8流板缺口高度为壳体内径的 25 ，则切去圆缺高度为 流板间距 B=350束两端折流板应可能靠近壳程进，出口接管。折流板外径取 40090流板管孔 料选 流板与折流板间距为 350 折流板切除高度： H= 4=3900= （ 2 =120 表 2折流板厚度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 壳体公称内径/邻两折流板间距 / 300 3005000 750 200 5 6 10 10 400 6 10 10 12 700 8 10 12 16 1000 6 10 12 16 16 杆与定距管 杆 换热管外径为 19拉杆采用拉杆定距管的形式，查 43 及表 44 可得 400径， 10厚的换热器的拉杆的直径为 12下管板各 2 根，数量为 4。 距管 定距管尺寸和所在换热器的换热管规格都是相同，全部才有 25用材料为 20 号钢。 流板、拉杆、定距管的连接 折流板与拉杆和定距管的连接形式如图 2 2连接图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828