換熱器設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

1、 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)列管式換熱器設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 成 績(jī) 12列管式換熱器設(shè)計(jì)摘 要化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)先修課程的基本知識(shí)去完成某一設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練。本次的設(shè)計(jì)的內(nèi)容是水CO2列管式固定管板換熱器的設(shè)計(jì)。這方面的知識(shí)雖然我們?cè)诖笕蠈W(xué)期進(jìn)行了理論課的學(xué)習(xí)，但是了解和掌握的東西仍然很有限。在這次的課程設(shè)計(jì)，通過(guò)熱量衡算，工藝計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核等一系列工作，我們基本上完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，也讓我明白了怎么應(yīng)用所學(xué)的化工設(shè)備知識(shí)，結(jié)合我們所掌握的其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、參照相關(guān)的書籍文獻(xiàn)等去解決實(shí)際的設(shè)計(jì)問題。并且通過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不

2、斷的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，使我們能夠更加熟練的運(yùn)用這些知識(shí)與技能。這些經(jīng)驗(yàn)的積累是對(duì)課堂學(xué)習(xí)的鞏固和拓展，也是一次寶貴的經(jīng)驗(yàn)積累。 當(dāng)然在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程種，也離不開老師的悉心指導(dǎo)和同組各位組員的同心協(xié)力。在我們的實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)小組各位組員的分工合作和相互配合，我們才能比較順利的完成各個(gè)時(shí)段的工作，在遇到問題時(shí)，我們能夠一起參與討論，通過(guò)查閱資料、咨詢老師等來(lái)解決。雖然在這個(gè)過(guò)程中，我們有發(fā)生過(guò)計(jì)算失誤而重頭開始計(jì)算，有過(guò)發(fā)現(xiàn)畫圖過(guò)程中的設(shè)計(jì)缺陷而重新設(shè)計(jì)等等問題，但這不但沒有讓我們知難而退，反而讓我們更加深刻的認(rèn)識(shí)到科學(xué)設(shè)計(jì)中所應(yīng)該持有的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的態(tài)度的重要性。這些寶貴經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)

3、工作也一定會(huì)有很大的幫助。關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),工藝計(jì)算目錄第一章 設(shè)計(jì)條件3第二章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1管子數(shù)計(jì)算32.2排列方式確定32.3殼體直徑確定42.4殼體壁厚計(jì)算52.5管板尺寸確定52.6封頭尺寸確定62.7容器法蘭選擇62.8管子拉脫力計(jì)算 62.9折流板計(jì)算82.10支座確定9第三章 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果列表9參考文獻(xiàn)11致謝 12第一章 設(shè)計(jì)條件1.1已知條件：（1）氣體工作壓力：管程：CO2 壓力1.5MPa，進(jìn)口溫度100 , 出口溫度60 殼程：冷卻水 ， 壓力1.0MPa， 進(jìn)口溫度20 , 出口溫度50(2) 經(jīng)查得殼、管壁溫差 40，。（3）由工藝計(jì)算求

4、得換熱面積為40。第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.管子數(shù)n：選的無(wú)縫鋼管，材質(zhì)號(hào)鋼，管長(zhǎng)4.5mSn=126根其中因安排拉桿需增加根，實(shí)際空數(shù)120個(gè)。2.2管子排列方式，管間距確定 管子的排列方法常用的有正三角形直列，正三角形錯(cuò)列，正方形直列和正方形錯(cuò)列。 .正三角形錯(cuò)列 .正方形直列 .正方形列列 正三角形排列比較緊湊，在一定的殼徑內(nèi)可排列較多的管子，且傳熱效果好，但管外清洗較為困難。而正方形排列，管外清洗方便，適用于殼程中的流體易結(jié)垢的情況，其傳熱效果較正三角形差些。以上排列方式中最常用的是正三角形錯(cuò) 列，用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢，后者殼側(cè)污垢可以用化學(xué)處理掉的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)采用正三角形排列，經(jīng)查得

5、層數(shù)為13層。取管間距a=32mm，如圖1-1圖1-1 排管圖2.3換熱器殼體直徑的確定殼體內(nèi)徑為式中換熱器內(nèi)徑；b正六角形對(duì)角線上的管子數(shù)，查得b=13l最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離，取l=2.取殼體內(nèi)徑。2.4換熱器殼體壁厚的計(jì)算材料選用Q235，計(jì)算壁厚為+C式中P設(shè)計(jì)壓力，取P=1.25MPa;=500mm;= =6.77mm圓整后實(shí)取 =7mm. 2.5管板尺寸確定選用固定式換熱器管板，并兼作法蘭。由鋼制列管式固定管板換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)4.11.7節(jié)，查得（1.6MPa）(取管板的公稱壓力為16 kgf/)的碳鋼管板尺寸。2.6換熱器封頭選擇上下封頭均選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，根據(jù)JB

6、1154-73標(biāo)準(zhǔn)，封頭為，曲面高度，直邊高度材料選用20鋼2.7容器法蘭的選擇材料：16MnR根據(jù)JB1160-82標(biāo)準(zhǔn)，選用,的突面密封面甲型平焊法蘭。法蘭尺寸如圖1-3所示。 圖1-3 法蘭2.8管子拉脫力計(jì)算管子殼體材質(zhì)20鋼Q235（1/）E(MPa) 尺寸管子數(shù)120根管間距32 mm管殼壁溫差管子與管板連接方式脹接脹接長(zhǎng)度30mm在操作壓力下，每平方脹接周邊所產(chǎn)生的力qp=式中=0.866a2- =0.866 =396mm2 =3.96m2 P=1.5MPa=30mm =0.25MPa2溫差力導(dǎo)致的每平方米脹接周邊上的拉脫力 = =1.276m2 = =21800mm2 =0.0

7、22m2 =42.3MPa =3.17MPa由已知條件可知：與的作用方向相同，合拉脫力 =3.42<=4.0MPa拉脫力在范圍之內(nèi)2.9折流板設(shè)計(jì)折流板為弓形，,經(jīng)查得折流板最小厚度為4mm; 折流板外徑為496.5mm，材料為Q235A鋼，。拉桿選用，共6根，材料為Q235折流板數(shù)量=6.33 取整的NB=7塊實(shí)際折流板間距為： 折流板開孔直徑由參考文獻(xiàn)3表4-23查得為 2.10支座設(shè)計(jì) 采用鞍座查文獻(xiàn)二 314 ，315頁(yè)取DN500A I M200型鞍式支座第三章 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果列表 項(xiàng)目 結(jié)果 單位 換熱器公稱直徑D 500 換熱器管程數(shù)p 1 - 換熱器管子總數(shù)

8、Nt 120 根 換熱器單管長(zhǎng)度L 4.5 換熱器管子規(guī)格 換熱器管子排列方式 正三角形 - 管心距 32 管板厚度T 30 折流板間距B 550 折流板個(gè)數(shù)NB 7 根 折流板外徑 496.5 折流板厚度 4 殼體厚度d 7 殼程流體進(jìn)口接管規(guī)格 殼程流體出口接管規(guī)格 管程流體進(jìn)出口接管規(guī)格 封頭厚度d 8 封頭內(nèi)徑 500 封頭曲面高度 125 封頭直徑高度 25 參考文獻(xiàn)1.國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局GB151-1999管殼式換熱器北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19992. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).刁玉瑋.大連理工大學(xué)出版社 1992.123中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部，石油工業(yè)部，化學(xué)工業(yè)部鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)

9、規(guī)定1983年，化學(xué)工業(yè)出版社4. 化工原理.張宏麗. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社 2008.25. 化工機(jī)械工程手冊(cè)余國(guó)宗.化學(xué)工業(yè)出版社 2003.16. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)朱有庭.化學(xué)工業(yè)出版社 2005.67. 化工設(shè)備與維修王靈果.孫愛萍 2009.88. 化工設(shè)備制造技術(shù)龐春虎 . 化學(xué)工業(yè)出版社 2009.59. 常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)李慶樣.華南理工大學(xué)出版社 2003.410.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì)化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書換熱器北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200311JB1154-73北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，12.JB1160-82北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，致謝 在本次論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、