畢業(yè)公開答辯PPT

1、U U形管換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計與形管換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計與建模建模n班班 級：級：xxxxn學(xué)學(xué) 號：號：xxxxn答辯人：答辯人： xxxxC COONNT TE ENNT TS S選題背景選題背景壹設(shè)計內(nèi)容及結(jié)果設(shè)計內(nèi)容及結(jié)果貳成果展示成果展示叁致謝致謝肆換熱器的發(fā)展換熱器的發(fā)展20年代出現(xiàn)出現(xiàn)板式換熱器板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。續(xù)發(fā)展為多種形式。3030年代年代瑞典瑞典首次制成首次制成螺旋板換熱器螺旋板換熱器。接著。接著英國英國用釬焊法用釬焊法制造出一種由銅及

2、其合金材料制成的制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱板翅式換熱器器，用于飛機發(fā)動機的散熱。，用于飛機發(fā)動機的散熱。7070年代年代為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出制出熱管式換熱器熱管式換熱器?，F(xiàn)代現(xiàn)代目前工業(yè)上用得較多的管殼式換熱器主要有浮頭目前工業(yè)上用得較多的管殼式換熱器主要有浮頭式、固定管板式、固定管板式和U型管式。U U形管換熱器的市場需求形管換熱器的市場需求00.10.20.30.40.5化工廠 煉油廠換熱設(shè)備總投資換熱設(shè)備總量 近近2020年來，年來，U U形管換熱在化工廠和煉油廠形管換熱在化工廠和煉油廠運用廣泛，主要用于

3、熱量交換和余熱回收。運用廣泛，主要用于熱量交換和余熱回收。 U U形管換熱器在當(dāng)前換熱器市場上的需求形管換熱器在當(dāng)前換熱器市場上的需求是比較大的。是比較大的。U U形管換熱器的研究現(xiàn)狀形管換熱器的研究現(xiàn)狀 目前的研究主要是對目前的研究主要是對U U型管換熱器的缺陷進行優(yōu)化型管換熱器的缺陷進行優(yōu)化和結(jié)構(gòu)上改良，其設(shè)計還停留在傳統(tǒng)的工藝計算上，和結(jié)構(gòu)上改良，其設(shè)計還停留在傳統(tǒng)的工藝計算上，基本還是采用加大殼體和管束厚度的方法來確保安全，基本還是采用加大殼體和管束厚度的方法來確保安全，通過增大壓力來提高總傳熱系數(shù)，從而造成了大量的通過增大壓力來提高總傳熱系數(shù)，從而造成了大量的資源和能源的浪費。其不足

4、之處主要體現(xiàn)在以下幾個資源和能源的浪費。其不足之處主要體現(xiàn)在以下幾個方面：方面：管束內(nèi)部不便于清洗，且管束結(jié)垢后不便于管束內(nèi)部不便于清洗，且管束結(jié)垢后不便于更換和維修。更換和維修。U U形管束長短不一，造成流體分布不均勻。形管束長短不一，造成流體分布不均勻。U U形管束彎曲處不能起到換熱作用，換熱利形管束彎曲處不能起到換熱作用，換熱利用率低。用率低。設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容三維建三維建模模結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容工藝設(shè)計工藝設(shè)計繪制二維圖繪制二維圖工藝設(shè)計任務(wù)書工藝設(shè)計任務(wù)書 常溫常壓下使用年限常溫常壓下使用年限1515年的年的U U形管形管換熱器設(shè)計：換熱器設(shè)計： 設(shè)計參數(shù)：設(shè)計參數(shù)： （1

5、 1）水蒸汽加熱空氣，處理量為）水蒸汽加熱空氣，處理量為12000Nm12000Nm3 3/h/h。 水蒸汽：入口溫度水蒸汽：入口溫度100100，出口溫度，出口溫度100100； （不考慮水蒸汽相變）（不考慮水蒸汽相變） 空空 氣：入口溫度氣：入口溫度3030，出口溫度，出口溫度4040 （2 2）允許的壓降：不大于）允許的壓降：不大于100000Pa100000Pa。工藝計算結(jié)果工藝計算結(jié)果U形換熱管形換熱管總數(shù)總數(shù)226根根 單程單程113根根長度長度3m 252.5管內(nèi)流速管內(nèi)流速0.912m/s折流擋板折流擋板6.5塊塊/7快快間距間距400mm圓缺高度圓缺高度240mm殼程接管殼程

6、接管內(nèi)徑內(nèi)徑346mm/ 37710數(shù)量數(shù)量2介質(zhì)流速介質(zhì)流速40m/s管程接管管程接管內(nèi)徑內(nèi)徑144mm/ 1594.5數(shù)量數(shù)量2介質(zhì)流速介質(zhì)流速2m/s殼體殼體內(nèi)徑內(nèi)徑(mm) 604/800管箱短節(jié)管箱短節(jié)長度長度(mm) 335/400管板管板名義厚度名義厚度(mm) 19.71/30布管區(qū)直徑布管區(qū)直徑723mm外徑外徑840mm結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計封頭封頭管箱管箱法蘭法蘭殼體殼體定距管定距管 折流板折流板換熱管換熱管拉桿拉桿支座支座管板管板接管接管分分程程隔隔板板水蒸汽水蒸汽水蒸汽水蒸汽空氣空氣空氣空氣結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果構(gòu)件構(gòu)件封頭封頭管箱接管管箱接管殼體接管殼體接管法蘭法蘭結(jié)構(gòu)

7、結(jié)構(gòu)/型號型號標(biāo)準(zhǔn)橢圓標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭形封頭 直邊直邊40mm1594.5 37710(突面突面)板式平焊法蘭板式平焊法蘭PL/RF構(gòu)件構(gòu)件折流擋板折流擋板支座支座拉桿拉桿緊固件緊固件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)/型號型號 弓形（水平）弓形（水平） 795.58鞍式支座鞍式支座M16雙頭螺栓雙頭螺栓/六角螺母六角螺母 以下是主要根據(jù)以下是主要根據(jù)GB150-2011壓力容器壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)和GB151-1999管殼式換熱器管殼式換熱器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出的結(jié)果：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出的結(jié)果：部分結(jié)構(gòu)連接部分結(jié)構(gòu)連接管板與管箱、殼體的連接方式：管板與管箱、殼體的連接方式： 由于本次設(shè)計的流體均由于本次設(shè)計的流體均為干凈清潔的介質(zhì)，并且對

8、為干凈清潔的介質(zhì)，并且對溫度和壓強要的求不高，故溫度和壓強要的求不高，故本次設(shè)計管板與管箱、殼體本次設(shè)計管板與管箱、殼體采用采用a a型連接方式。型連接方式。優(yōu)點：制造和安優(yōu)點：制造和安裝方便；便于拆裝方便；便于拆卸和維修。卸和維修。優(yōu)點：加工簡單；強優(yōu)點：加工簡單；強度高，拉脫離強；更度高，拉脫離強；更換容易等特點。換容易等特點。換熱管與管板的連接：換熱管與管板的連接：脹接脹接焊接焊接脹焊并用脹焊并用 脹接脹接會使管端產(chǎn)生塑性會使管端產(chǎn)生塑性變形，存在殘余應(yīng)力，當(dāng)溫變形，存在殘余應(yīng)力，當(dāng)溫度升高時此連接密封性下降，度升高時此連接密封性下降，因此采用強度焊接的形式。因此采用強度焊接的形式。部分

9、結(jié)構(gòu)連接部分結(jié)構(gòu)連接選材依據(jù)選材依據(jù) 一般選材原則：一般選材原則： 1 1、所需鋼板厚度小于、所需鋼板厚度小于8mm8mm時，在碳素鋼和低合金鋼之間，應(yīng)時，在碳素鋼和低合金鋼之間，應(yīng)盡量采用碳素鋼鋼板。盡量采用碳素鋼鋼板。 2 2、在剛度和結(jié)構(gòu)設(shè)計為主的場合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。、在剛度和結(jié)構(gòu)設(shè)計為主的場合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。在強度設(shè)計為主的場合，根據(jù)壓力、所需耐酸不銹鋼溫度、介質(zhì)在強度設(shè)計為主的場合，根據(jù)壓力、所需耐酸不銹鋼溫度、介質(zhì)等使用限制，選用等使用限制，選用Q245RQ245R、Q345RQ345R等鋼板。等鋼板。 5 5、碳素鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強的常壓、低壓容器，壁厚不、碳素

10、鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強的常壓、低壓容器，壁厚不大的中壓容器，鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其他由剛性或大的中壓容器，鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其他由剛性或結(jié)構(gòu)決定壁厚的場合。結(jié)構(gòu)決定壁厚的場合。 6 6、低合金鋼高強度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強、壁厚較大、低合金鋼高強度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強、壁厚較大（8mm8mm）的受壓容器。）的受壓容器。材料選用材料選用構(gòu)件構(gòu)件殼體殼體封頭封頭管箱短管箱短節(jié)節(jié)接管接管法蘭法蘭管板管板分程隔分程隔板板材料材料/剛號剛號Q245R Q245R Q245R10Q235A Q245R Q245R構(gòu)件構(gòu)件換熱管換熱管折流擋折流擋板板拉桿拉桿定距管定距管鞍式支鞍式支座座墊片墊片緊固件緊固件材料材料20Q235A1010Q235A石棉橡石棉橡膠板膠板0Cr18Ni9三維建模三維建模零部件模零部件模型建立型建立三維建模三維建模模型拆裝模型拆裝及爆炸及爆炸動畫制作動畫制作成果展示成果展示裝配動畫裝配動畫致謝致謝 大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在此，我大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在此，我要感謝所有曾幫助過我的老師，在我困惑的要