螺旋板式换热器的设计

10/37本科毕业设计设计题目：螺旋板式换热器的设计学生姓名：岳庆法学号：2专业：化学工程与工艺指导教师：王闰学院：化学化工与材料科学学院12０14年５月20日毕业论文（设计）内容介绍论文（设计)题目螺旋板式换热器的设计选题时间2０13．12.24完成时间2014.05．20论文（设计）字数7000关键词螺旋板式换热器,热工计算,结构设计,焦化节能论文（设计)题目的来源、理论和实践意义:本课题的来源：焦化厂化产车间产生的废循环氨水，温度在8０摄氏度左右，这一部分热量直接排放掉会比较可惜；但由于热的品质不高，较难回收。利用螺旋板式换热器高效的换热性能对这一部分能量进行回收，加热采暖水，为供暖节省了大量的能耗。题目具有较强的实用性和专业性，符合专业培养化工生产专门人才的需要，满足综合训练的基本要求。利于提高设计者运用所学理论、专业知识和基本技能分析解决化工生产中实际问题的能力。为今后从事化工方面的生产、设计及研究工作打下坚实的基础。论文（设计)的主要内容及创新点：本设计的主要任务是对螺旋板式换热器的设计.设计过程包括:一、选题与任务书分析;二、收集资料；三、技术设计；四、工程图纸绘制；五、编写毕业设计说明书.其中技术设计最为重要，它的内容包括：第一部分是热工计算;第二部分是换热器的结构设计；第三部分是附件的计算和选择；第四部分分别对螺旋通道和轴向通道做了阻力降计算。最后提交的作品包括毕业设计说明书一份和螺旋板式换热器的装配图（A1图幅)一张.本设计的创新点:考虑到循环氨水的流量比较大和现场安装空间有限，无法采用多台设备并联安装，所以采用立式组合式结构。将两台螺旋板换热器上下叠加组合，让采暖水并联走螺旋通道,循环氨水沿轴向通道流动。这样，介质换热为错流换热.附：论文（设计）本人签名:岳庆法２0１4年5月2０日摘要该设计简要叙述了螺旋板式换热器的基本发展历程、自身的优缺点及其结构型式.本设计利用螺旋板换热器高效的换热性能对焦化产生的循环氨水进行余热回收以供采暖使用.根据焦化厂提供的工艺条件,通过热工计算、结构设计，确定出换热器的结构形式,并对螺旋板的阻力降进行了校核。最后在设计总结中提出自己对换热器的制造工艺及其注意问题的见解。关键词:螺旋板式换热器,热工计算,结构设计,焦化节能ＡbｓｔrａctTｈisdesignbrｉeflyintroducesthebasｉｃdevｅloｐmenｔｐroceｓs，ｔheadvanｔageｓａndｄisadvantaｇesaｎdｔheｓtruｃtureofspiｒal-plaｔehｅateｘchanger．Conｓideriｎgtｈehigｈ—efficieｎcyofspiｒａl-ｐｌａteｈeaｔexchanger，weuｓedittorｅcycｌｅthewasｔehｅａtｆrｏmcirclingammoniawatｅrｉncokiｎｇplａnt,ｗhｉｃhｃouｌdbｅusedtoheatthehｅａtｉngwaｔｅr.Ｂaseｄonthｅtechｎolｏgiｃalcoｎｄiｔions，Idｉdtheｔhermalｃaｌcｕlatｉonandsｔrucｔｕralｄesｉgnaｎdprｏofｒeaｄthesｔｒenｇｔｈandｒｉgiｄityofｔhesｐｉral—plateheatｅxｃｈanger。Iputｆorｗardmyｏwnsuｇgestiｏnｓaboutｔheheateｘcｈaｎgｅｒｄesｉｇnattheend.Keywｏrdｓ:ｓpｉｒaｌ-ｐlateheatexchangeｒ,thｅｒｍalcａｌｃuｌaｔion，struｃtuｒaldesiｇn,ｅnergyｅfficｉｅｎcyiｎchｏkｉngplaｎts 目录TOＣ\o＂１—3"\ｈ\z＼uHYＰERLINK”C:\＼Users\\yｕeqｉngfa\＼Ｄeｓktｏp\＼岳庆法——定稿。docx"\l"_Ｔｏc38834609２"前言 ＰAGEREF_Ｔoc3８8３４6092\ｈ1ＨYPERＬINＫ＂C:\\Users\\yｕeqingｆa\\Ｄesktop＼\岳庆法—-定稿.docｘ”\l＂_Toｃ3883４609３＂第1章螺旋板换热器简介ﻩPＡＧＥREＦ_Toc388３46093\ｈ2HYPERＬＩNK＂C：\\Users\＼yueqingfa\\Deskｔｏp\\岳庆法—-定稿．ｄocx”＼ｌ＂_Ｔoc3883460９4＂１。1发展历程 PAＧEＲEF_Toc38834609４\h2HYPERLINＫ"Ｃ：\＼Uｓers\＼yueqingfa\\Desktｏp\\岳庆法——定稿。doｃx"＼l”_Toc388３４6０95"1.２主要优点 ２HＹＰERLIＮＫ”C:\\Ｕsers\\ｙueqinｇfa\\Deｓktｏp＼\岳庆法——定稿。dｏcx”＼l＂_Ｔoc3883４６０96"1。3主要缺点ﻩPＡGEＲＥＦ_Toc3883460９6\ｈ3HYPERＬINK"C：＼＼Users\\yueqｉnｇｆa＼\Ｄesｋｔoｐ\\岳庆法—-定稿。dｏcx＂\ｌ＂＿Tｏｃ388346097"1．4结构型式 3HYPEＲLＩNＫ＂Ｃ：＼＼Ｕｓｅrｓ＼\yueqingfａ\\Desktop\\岳庆法—-定稿。docx＂\l＂_Ｔoc３８８346098＂第2章热工计算ﻩPAGEREF_Ｔoc３８834６０9８\h５HＹPEＲＬIＮK”C：＼\Uｓers\\yueqｉngfa＼＼Desktｏp＼\岳庆法—-定稿。doｃｘ"\ｌ"_Ｔoc３8８346０99”2.1介质的物性参数ﻩPＡＧＥREF_Toc３８83４6０99＼h6HYPEＲLINＫ”C：\\Ｕseｒs\\ｙueqingfa\\Desktoｐ\＼岳庆法——定稿。ｄocx＂＼ｌ"＿Toc38８３46100＂2.1．１采暖水侧物料的物性参数ﻩＰAGEREF_Tｏc388346100\h6ＨＹPERLIＮＫ"C:\＼Uｓｅrｓ＼\ｙueqingｆa\\Desｋtop\＼岳庆法--定稿．docx＂\l”_Toc３88３46１01”２.1．2热负荷计算 6HＹPERLIＮK”C：\＼Ｕseｒｓ\\yｕeqingfa\＼Desktop\\岳庆法——定稿.ｄｏｃｘ"＼l＂＿Toc3883４6102"2.１.3循环氨水侧物料的物性参数 6HYPERＬINＫ”C:＼＼Users\\yｕeqingｆa\＼Desktop\＼岳庆法——定稿.ｄoｃx＂\l"＿Toc3８83461０3"2.1.4热交换组合形式ﻩ7HＹPERLＩNＫ＂C:\＼Userｓ\\ｙｕeqingfａ\\Desktop\\岳庆法——定稿.ｄocｘ＂\l＂_Ｔoc388３461０4”2.２△tｍ的计算ﻩ７HYPＥＲＬＩＮK”C:\＼Ｕsers\＼ｙueｑingfａ\\Ｄeｓkｔop\\岳庆法——定稿．doｃｘ＂\l＂＿Toｃ3８8３4610５"２．3Ｋ的计算ﻩ８＼l"_Ｔoc3883４6106＂２。3.１污垢热阻的选取ﻩ8HYPERＬIＮＫ"Ｃ：\\Ｕsers\＼yueqiｎgfa\\Ｄeskｔop\\岳庆法—-定稿。doｃx"２。３。5K的计算ﻩ10HYPERＬINＫ"C：＼\Usｅrｓ\＼yueqingfa\\Desktop＼＼岳庆法——定稿。doｃx"\ｌ”＿Toｃ388３46111"2.4换热面积的计算ﻩ10HＹPＥRLINＫ"Ｃ:\\Ｕsers\\yｕeqingfa＼\Ｄesktｏp\\岳庆法——定稿．dｏcｘ"第３章结构尺寸计算 PＡGEＲEＦ_Tｏc38834６112\h12HＹPERLIＮK"C:＼\Ｕserｓ\\yｕeqｉngfa＼＼Desktｏｐ\\岳庆法——定稿．docx＂＼ｌ"_Toc3883４6113”3。1外径Ｄ的计算 PAGEREＦ_Ｔoc３８83４６１13\ｈ12HYＰERLINK＂C：＼＼Ｕseｒｓ\＼yueqingfａ\\Deｓktop\\岳庆法——定稿。docx”\l＂_Toc3８８346114"3．2定距柱的选择与计算 ＰＡＧEREF_Tｏc3８8346114\h1３HYPERLINK”C:＼\Users＼\yｕｅqiｎgfa\＼Deskｔop\\岳庆法——定稿。docx”\l”＿Tｏｃ388３461１5＂3.3中心隔板的计算 ＰAＧEREＦ_Toc３８83461１5\h13HYPEＲＬINＫ＂C:＼＼Uｓers\\ｙｕｅqｉngｆａ\\Deskｔop＼\岳庆法-—定稿。docx”\l”_Toｃ388346１１6＂3。4半圆端板的计算 PAＧEＲＥＦ＿Tｏc388３4６11６\h１4HYPERLINＫ”C:\\Useｒs\＼ｙueqiｎgｆａ\\Deskｔｏp＼\岳庆法——定稿.docｘ＂\l＂_Toｃ３８8３４6117＂第４章筒体、椭圆封头和其他附件的选择和计算ﻩＰAGＥREF_Toc38834６117＼h15HYPERLIＮK”C:\\Users\＼ｙueqingfa\\Desktop\＼岳庆法——定稿。docｘ"\l”_Toc３8８3４6118”４．1半圆筒体的计算ﻩPAＧEREF＿Ｔｏc388３4６１18\ｈ15HYPＥRLINＫ”C:\\Users\\yueqingfa\＼Desktop\\岳庆法——定稿．docx＂\l＂_Toc３８8３46119”4．2椭圆封头的选择 PAGEREF＿Tｏｃ3８８346119\h16HＹＰＥRLIＮK”C:\\Ｕserｓ\\yuｅqingfa\\Desｋtｏｐ＼\岳庆法——定稿。doｃx"\ｌ"_Toc3８834612０"4。3接管的计算和选择ﻩＰAGＥREF_Tｏc3８８346120\h1６HYPERLINＫ”Ｃ：\＼Useｒs\＼yｕｅｑingfa＼\Dｅsktop＼\岳庆法--定稿.doｃx"\l＂＿Ｔoc38８34６１２1"4。４容器法兰的选择ﻩ１7HYPERLIＮK"C:＼\Users\\yｕeqｉngｆa\\Deｓkｔop\\岳庆法——定稿。dｏcｘ”\l”_Toｃ３883４６1２2＂4。5接管法兰的选择 1７HYPERLＩNK”C：\\Users\\yｕｅｑingfa＼＼Desktｏｐ＼＼岳庆法——定稿.dｏcx"＼l”_Toc3８8３461２３"4．6支座的设计 1８\l＂_Toｃ3８８３46124"第5章阻力降计算 19\ｌ”_Toc3８８346125"５．１螺旋通道的阻力降 19HYＰＥRLINＫ"Ｃ：\\Usｅrs\\yｕeqingｆa＼＼Deｓktｏp＼\岳庆法——定稿。docｘ"\ｌ”_Ｔoｃ38８346126”5。2轴向通道的阻力降 １９ＨYPERLINK”C:＼＼Userｓ\\ｙueqingｆa＼＼Desｋｔoｐ\\岳庆法——定稿。ｄocx"\ｌ”_Ｔoc3８8346127"设计总结 ３８８346１2７\h20ＨＹＰERLINK"Ｃ:\\Ｕseｒs\\ｙｕeqingfa\\Dｅsｋtoｐ\＼岳庆法--定稿。docx"\l”＿Toｃ３８8３46１28”参考文献ﻩPAGＥREF_Tｏc3８8346１28\h21HYPERLINK＂C:\\Useｒs\\yｕeｑingfａ\＼Deｓkｔop\\岳庆法-—定稿．doｃｘ"＼l"_Toc3８8346129＂致谢 ４6129\h22前言受内蒙古恒坤化工有限公司的委托,王闰老师的山东汉特工业设备制造有限公司要为内蒙古恒坤化工有限公司设计一组换热器，回收该公司焦化化产车间工艺系统中循环氨水携带的大量预热，用于该公司的采暖系统。恰巧学校安排我跟随王闰老师做毕业设计,我有幸参与了该换热组的设计。现将该设计整理出来，作为本人的毕业设计报告,向各位老师汇报几年来的学习成果。在王闰老师和山东汉特工业设备制造有限公司张海涛等多位师兄的热心指导下，通过本次设计,我对换热器设计以及所需要的化工原理、化工设备等学科的知识，有了进一步的理解，为自己即将毕业,走向新的工作和学习环境,打下了坚实的基础。自己感觉底气足了，信心强了，独立工作的能力也得到增强.在此我对指导我进行本次毕业设计的王闰老师表示诚挚的谢意。以下是本设计的相关技术数据:根据内蒙古恒坤化工有限公司的要求，用一组螺旋板式换热器回收利用循环氨水的热量加热公司整个采暖系统，根据用户提供的采暖面积等要求，初步估算需循环水约300m3／h，以下列出设备设计工艺条件：序号项目热侧冷侧备注１介质名称循环氨水采暖水2工作压力MPa0.５０．４3设计压力MPa０。6０。6４进口温度℃80４55出口温度℃待求６86设计温度℃9５9５7介质流量m3／h１０003０08换热器结构形式螺旋板式换热器第1章螺旋板换热器简介根据与客户的交流和综合考虑，双方确定本装置选用螺旋板式换热器。螺旋板式换热器是由两块平行的钢板，在中间布焊定距柱，在专用卷床上卷制而成,两端可以采用板条（圆钢）密封，形成不可拆式结构；也可以只密封一个通道,然后两端用盲板密封,形成可拆式结构;按照要求使两流体按照不同的方式流动,可以形成逆流流动,也可形成错流流动.由于螺旋般换热器流道内布焊了定距柱，介质在流道内流动时受到定距柱的扰动，加上螺旋状的流道随时改变介质的流动方向,使得介质在流道内即使流速很低的时候,也能形成湍流,所以螺旋板式换热器的传热效率很高,一般能达到管壳式换热器的三至四倍。１．１发展历程螺旋板式换热器是瑞典罗森布拉德公司于１９30年首先推荐使用的,很快就开始成批生产并取得了专利权.随后许多国家根据这个公司的专利相继仿照.英国APV公司、美国AＨRCO公司、西德ＲOCA公司、日本大江和川化公司以及荷兰、捷克、苏联等国都以成批生产。日本是第二次世界大战以后才开始生产，各工厂均制定了各自的系列标准。苏联在19６6年颁布了国家标准-—-——гOCT２067—66。我国在五十年代已在化学工业中开始制造和使用了螺旋板式换热器。到了六十年初期，由于采用了专用的卷床卷制,提高了产品质量并能成批生产.到了１97０年,苏州化工机械厂和一机部通用机械研究所开始进行标准化,系列化生产，随后并与大连工学院协作对螺旋板式换热器的传热和流体阻力进行了系统的研究。１９73年一机部制定了部标准JB1287—7３。2００3年3月，国家经济贸易委员会发布螺旋板式换热器行业标准JＢ/T47５1-2003,该标准更详细的规范了螺旋板式换热器的设计、制造、生产、检验及验收等工作。1．2主要优点A。传热效率高流体在螺旋板换热器中做螺旋流动，由此产生的离心力提高了流体的湍流程度。此外,在通道中的定距柱也破坏了边界层而产生涡流.因此,在较低的雷诺数下就可以形成湍流，一般Ｒe=1４０0～18０0之间,最低的在Re=500时就能形成湍流,视定距柱的布置情况和数目而定.B.两流体逆流和低温传热两种流体在较长的螺旋通道内可进行完全逆流的热交换。当两流体的进出口温度一定时，逆流的对数平均温度差要比并流、错流或折流时的大,因而单位面积的传热量也大。另一方面，如果要求单位面积传热量相等,则采用逆流传热就能以较小的对数平均温度差来完成。这对于低温热源的利用是十分有利的.C。不易结垢流体在螺旋板换热器中走的是单通道，它的允许流速又比其他类型的换热器高(通常,对粘度不大的液体为2米／秒，对气体为20米/秒），因此不易结垢。D。结构紧凑、不用管材、制造简便螺旋板换热器是用金属板卷制的，因此没有管板、官箱等不起热交换作用的部件，在传热面积相同时，比列管式换热器紧凑得多,单位体积的传热面积约为列管式换热器的２～3倍。制造时机械加工量少,成本低.不用无缝钢管这一点对我国是有现实意义的.1.3主要缺点A.操作压力受到限制螺旋板换热器的操作压力主要由一定厚度的金属板材和密封结构来承受。为了提高操作压力,相应的就要增厚板材，对密封结构的要求也提高了。有的厂家为了保证外壳强度，采取加厚最外一层螺旋板的办法。这也给加工制造带来了一些困难。Ｂ。检修困难螺旋板内部损坏了很难修理。因此处理易腐蚀的介质时应选择耐腐蚀的金属材料来制造。1．4结构型式国际上习惯按流体流过通道的方式分为四类:I型、II型、III型和G型。而我国又习惯于按端面焊接的方式来分类：I型、ＩＩ型、ＩII型.这里我们主要介绍国内分法,对于国际上的分类不做讨论。凡是两端面全部焊死,两个通道都不能进行机械清洗时，国内统称为Ｉ型,或称为不可拆式螺旋板换热器。凡是在螺旋板两个端面进行交错焊接密封，并用可拆卸的顶盖和垫片密封的就称为IＩ型。这种设备的的两个通道均可在拆卸顶盖后进行机械清洗，故又称可拆式螺旋板换热器。还有I型和II型的混合型，此型螺旋体的一个端面全部焊死，而另一个端面则留下一个通道不焊接，另一个通道仍焊死.所以混合型的一个流体通道的两端全部焊死,不能进行机械清洗(只能化学清洗),而另一通道的一端是焊死的，另一端是敞开的，可以进行机械清洗。此外，还有用四张钢板卷制成的螺旋体，其中一个通道的两端全部焊死,而另一个通道则两端全敞开。甲介质在两端全焊死的通道内由周边旋转至中心，然后又由中心旋转至周边排出,也即甲介质的的进口和出口都在周边上;乙介质只能作轴向流动，这种类型在我国统称IＩI型。第2章热工计算本章符号说明——换热面积——轴向通道截面积--截面通道宽度、--采暖水、氨水的比热——当量直径--重量速度-—螺旋板板宽——总的传热系数——螺旋板板长——普朗特数,量纲为1。、-—冷侧、热侧的热负荷——雷诺数，量纲为1。--采暖水一侧的污垢热阻—-循环氨水一侧的污垢热阻、——采暖水一侧、循环氨水一侧平均温度—-定性温度-—流体流速——采暖水或氨水的体积流量、——采暖水、氨水的质量流量、——采暖水、氨水的密度、——采暖水、氨水的导热系数--采暖水一侧的传热系数——循环氨水一侧的传热系数、——采暖水、氨水的粘度—-螺旋板板厚—-螺旋板的换热系数、——冷侧、热侧的温差—-对数平均温差—-按逆流计算的对数平均温度差，——温度差校正系数,量纲为1．2．1介质的物性参数2.１。1采暖水侧物料的物性参数定性温度计算：查该温度下采暖水的物性参数如下:粘度:比热：密度：导热系数：2.1。2热负荷计算采暖水质量流量：温差：根据式可以求得采暖水的总吸热量。2。1．3循环氨水侧物料的物性参数已知换热过程无相变，冷侧和热侧热交换量相等,即此时:根据故循环氨水一侧的出口温度大约为。循环氨水侧定性温度计算：查该温度下水的物性参数如下：粘度:比热：密度:导热系数:2。1。４热交换组合形式热交换温度示意图如下:80℃7３℃６8℃ﻩ45℃图2－1热交换示意图根据螺旋板换热器的一般设计经验，通道宽度多选择在以下，否则容易产生层流，影响换热效果.如果通道宽度，按螺旋板换热器一般设计原则，流速取，螺旋板宽度，可通过的介质流量不超过.本课题由于采暖水侧，循环氨水侧，介质流量都很大。而现场安装空间有限，无法采用多台设备并联安装。因此,经业主同意,本设计确定采用立式组合式结构.将两台螺旋板换热器上下叠加组合，让采暖水并联走螺旋通道，,循环氨水沿轴向通道流动，这样，介质换热为错流换热。由于缺少错流换热计算公式,以下计算均按照完全逆流换热的公式进行,然后通过相关资料,查得纠正系数后进行调整。２．2△tm的计算对于错流和折流的平均温度差,可采用安德伍德(Ｕｎdeｒwood）和鲍曼提出的图算法。该法是先按逆流时计算对数平均温度差，再乘以考虑流动方向的校正因素。即温度差校正系数的与冷热流体的温度变化有关,是P和R两因数的函数,即该工程实例中的查图[3]４－19对数平均温度差校正系数单壳程得2．3Ｋ的计算2.３.1污垢热阻的选取污垢热阻根据经验值选择,循环氨水一侧取采暖水一侧取２．３。2管壁热阻的计算材料为，壁厚采暖水一侧平均温度循环氨水一侧平均温度取两侧的平均温度为定性温度此温度下,导热系数。管壁热阻2。3。3采暖水一侧给热系数的计算采暖水一侧：根据一般的工艺设计计算经验值,按水的流速初步选取通道宽度。已知制造螺旋板式换热器的卷板宽度，采暖水流量.则：通道宽度实际选取为。则实际流速为：因为且查相关资料，对应该种工况的螺旋板换热器传热系数计算公式为：将各部分参数代入,得：公式中：流体被加热时n=0.4，被冷却时n=０．３，采暖水侧n＝0。4。2。3．4循环氨水一侧传热系数的计算预估换热面积,螺旋板板宽根据，求得预设,则流速因为，故采用无相变轴流传热膜系数的经验公式.所需轴向通道截面积重量速度2.3．5K的计算根据式可得.带入数据求得2。4换热面积的计算根据公式求换热面积A。所以，预定的换热面积是合理的。换热面积的确定：计算得出的换热面积，圆整后取此时的裕度为。第３章结构尺寸计算本章符号说明—-螺旋通道截面宽度—-轴向通道截面宽度——平均通道宽度——螺旋板的外径-—螺旋板换热器的公称直径—-卷辊直径——当支承环与中心隔板未贴紧,或支承环刚性不足时，为两半圆端板之间的距离，;当支承环与中心隔板贴紧，且满足ＧB150-１９98中６。３的要求,取以下两者中的较大值：两支承环之间的距离，；半圆端板与支承环之间的距离，;——系数,根据的比值按表2查取——系数，且。由于K的计算小于1，故K取1。--卷辊胎膜半径--定距柱之间的间距——中心隔板的宽度——设计温度下材料的许用应力，查表8—9压力容器用高合金钢钢板的许用应力得——半圆端板的厚度——中心隔板的厚度3。1外径Ｄ的计算根据多年的工程设计经验,外径D求取采用如下经验公式:式中的设备公称直径:为了方便椭圆封头的选择与筒体的配套，确定设备的公称直径,则螺旋板换热器的型号为KＬＳ0。6－50０-１．５/2２0０—G.３.2定距柱的选择与计算螺旋板换热器中，螺旋板与螺旋板之间用定距柱支撑，定距柱的摆放方式有如下三种：图３-1定距柱的三种摆放方式本次设计中,选取图一所示的正菱形摆放定距柱。定距柱之间的间距采用如下公式计算：代入数据求得故定距柱之间的间距选为100mm。3.3中心隔板的计算中心隔板的宽度中心隔板的计算厚度按下式计算:代入数据求得，所以选择1２mm.3.4半圆端板的计算半圆端板与中心隔板连接采用全熔透焊缝，其计算厚度按下式计算:代入数据求得，所以选择1０ｍm。第４章筒体、椭圆封头和其他附件的选择和计算本章符号说明——钢板负偏差-—钢板腐蚀余量——接管的内径--内表面积-—椭圆封头的质量-—直边高度-—曲面高度——半圆筒体的内半径—-流体在接管中的流速—-椭圆封头的容积——流体的体积流量-—半圆筒体的计算壁厚——半圆筒体和封头的设计壁厚--焊接接头系数,量纲为1。４.1半圆筒体的计算根据［4］表8-10焊接接头系数取０.65。代入数据计算得：根据［4］表８—１１钢板厚度负偏差,查得此厚度钢板的负偏差，所用材料为不锈钢，故腐蚀余量.圆整到８mm。４．2椭圆封头的选择由于椭圆封头所受压力与筒体一样大,材质都为不锈钢3０4，而且两者壁厚计算公式一致，所以椭圆封头壁厚直接选取为８mm.已知椭圆封头的公称直径和壁厚，根据JB１145—73查出椭圆封头的其他尺寸如下：壁厚公称直径曲面高度直边高度内表面积容积质量4.3接管的计算和选择ａ．采暖水入口和出口由于，由此可得采暖水进出口管径的求取公式。流速的经验值可取为：对液体对蒸汽对气体(为压强,为气体密度）根据经验值选择,带入数据求得取，管子规格为。接管伸出长度按照表4-1中的经验值选取：表4—1接管伸出长度的经验值公称直径不保温管长保温设备接管长≤15８０13020～50１００15070～3501５0２007０~5001502０0所以采暖接管伸出长度为.实际流速，满足经验值的范围。b.氨水的入口和出口选择经验流速值，按照相同步骤选取接管,，管子规格，接管伸出长度为.实际流速,满足经验值的范围。ｃ.吹扫口、焦油排净口两者均选取最小接管尺寸，,管子规格，接管伸出长度为。4。4容器法兰的选择筒体直径,设计压力。根据表10－1压力容器法兰分类选取乙型平焊法兰。再根据［4］表１0—3选取的法兰，法兰盘厚度,质量.总共需要3组容器法兰，所以整个设备容器法兰的质量.由于介质无毒且压力,故选取平面型密封面(RF)。4．5接管法兰的选择根据[4］表１0—19和板式平焊法兰和法兰盖的尺寸与质量选择相应的接管法兰，其选择结果如下表：表4—２接管表采暖水接管循环氨水接管吹扫口、焦油排净口接管公称直径mm１5045０5０厚度ｍm20３０16质量kg4.08２0．51．51总质量ｋg16．3２４23．０２密封面形式ＲFRFRF4。6支座的设计采用裙式支座,裙座的高度根据实际工况确定，裙座上开有人孔、引出管孔、排气孔等。第5章阻力降计算本章符号说明—-定距柱的密度,S——比重（相当于2０℃的水）S=0。97４8t——定距柱（泡）的间距,厘米V——流量，公斤/时/1０00Z——粘度，厘泊——重度5。1螺旋通道的阻力降总的阻力降有三部分组成：空的螺旋通道的阻力降；因定距柱而增加的流体阻力;进出口的局部阻力之和。总压力降的计算式为5。２轴向通道的阻力降对于轴流无相变的流体,当时，代入数据求得设计总结由于国内螺旋板换热器的设计还不是很成熟，特别是IＩI型的螺旋板换热器，所以可参考的资料不是很多，这给本次设计带来了很大的困难.设计中需要预设一些工艺参数,比如板宽、流速等，然后再进行核算比对加以修改确定，计算量比较大。另外，由于一些参考书的版本比较老，单位都是采用工程制，需要换算成国际单位制话,相应的计算量就增加了很多。尽管设计存在很多困难之处，我还是努力克服了困难，认真的完成了热工计算,螺旋板换热器的结构设计，附件的计算和选取以及阻力降的计算，并用CAD画了本设备的装备图。通过本次设计,我深刻认识到了要想把课本所学知识运用到工程设计中还需要不断进行实践。要想从一名化工专业的学生转变成为一名工程师，自己要走的路还很长。自己在设计过程中存在着很多的不足之处。首先，以前学的专业知识不够扎实，导致在使用的时候还要重新学习，耽误了设计的进程。其次,自己的设计思路还不够清晰,走了不少的弯路。另外，在这次设计过程中，常常因为自己的粗心导致计算错误。在以后的设计中，自己要加以注意，避免一些不必要的犯错.参考文献［1］JＢ/T4751—２００3，螺旋板式换热器［S][2]兰州石油机械研究所。换热器（下）［M].北京:烃加工出版社,１990年［3］夏清，陈长贵.化工原理［M］。天津:天津大学出版社，2005年［4］董大勤.化工设备机械基础［M］．北京：化学工业出版社，200２年［５］张受谦．化工手册[M].山东:山东科学技术出版社,19８6年［６]钱颂文。换热器设计手册［M]。北京:化学工业出版社,20０2年[7]郭树才.煤化工工艺学［M］．北京:化学工业出版社,１992年致谢非常感谢王闰老师、张海涛师哥在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集、设计计算和论文修改，再到论文定稿，他们给了我耐心的指导和很多的帮助。为了让我的设计尽可能的接近工程实践，王闰老师多次带我去参观他的工厂，这让我对自己设计的螺旋板换热器有了更直观和具体的印象。为了指导我的毕业论文，王闰老师放弃了自己的休息时间，在此我向王老师表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有老师们和同学们在这四年来给我的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人.正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意,并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下,祝同学们前程似锦！指导教师意见成绩:指导教师(签名）:年月日注：成绩按优、良、中、合格、不合格五级分制计。评阅人意见成绩:评阅人（签名)：年月日注：成绩按优、良、中、合格、不合格五级分制计。答辩委员会意见成绩:答辩委员会主任(签名):年月日学院学位分委员会意见成绩：学位分委员会主任（签名）:(公章)年月日注:成绩按优、良、中、合格、不合格五级分制计。山东师范大学本科毕业论文（设计)题目审批表学院：化学化工与材料科学学院_（章）系别/教研室:化工系时间:2013年12月23日课题情况题目名称螺旋板式换热器的设计课题性质应用研究教师姓名王闰职称副教授学位课题来源B。生产成果类别Ｂ．设计主要研究内容与研究目标本设计的主要任务是对螺旋板式换热器的设计。设计过程包括:一、选题与任务书分析；二、收集资料；三、技术设计；四、工程图纸绘制;五、编写毕业设计说明书。其中技术设计最为重要，它内容包括：第一部分是热工计算；第二部分是换热器的结构设计；第三部分是附件的计算和选择；第四部分分别对螺旋通道和轴向通道做了阻力降计算。要求绘制该螺旋板换热器的装配图。本设计的目标是设计结果基本满足生产中换热的要求.指导教师签字:１3年12月24日选题学生签字：13年１2月２４日系所或教研室审题意见负责人签字:13年1２月24日学院审批意见学院学位分委员会主任签字：13年12月２5日山东师范大学本科毕业论文(设计)开题报告论文题目：螺旋板式换热器的设计学院名称：化学化工与材料科学学院专业：化学工程与工艺学生姓名:岳庆法学号:2指导教师:王闰201４年１月5日

一、选题的性质应用研究二、选题的目的和意义题目是根据焦化厂化产车间实际生产中换热需要进行设计的,具有较强的实用性和专业性，符合专业培养化工生产专门人才的需要，满足综合训练的基本要求。利于提高设计者运用所学理论、专业知识和基本技能分析解决化工生产中实际问题的能力。为今后从事化工方面的生产、设计及研究工作打下坚实的基础.三、与本课题相关的国内外研究现状，预计可能有所创新的方面螺旋板式换热器1９3０年在瑞典首次推荐使用，很快成批生产并取得了专利权.随后很多国家根据这个公司的专利相继仿造，现在各国都已有各自的系列标准。我们国家自1960年以来,在螺旋板式换热器的制造和使用方面积累了不少经验。但是关于螺旋板式换热器流体阻力方面的参考资料还比较缺乏,而且也不够统一。本设计可能的创新点：考虑到循环氨水的流量比较大和现场安装空间有限,无法采用多台设备并联安装，所以要采用立式组合式结构。将两台螺旋板换热器上下叠加组合,让采暖水并联走螺旋通道，循环氨水沿轴向通道流动.这样，介质换热为错流换热。ﻬ四、课题研究的可行性分析通过在山东汉特工业设备制造有限公司进行参观和学习，再结合近四年所学的专业知识和技能，经过指导教师的精心指导及自己的刻苦努力，应该可以完成设计任务,达到预期的目标。五、课题研究的策略、方法和步骤完成该课题的策略是以科学的方法论为指导，遵循国家的有关法律、法规,根据相关标准、规定，借鉴相关的设计经验,密切联系所学的知识、