臥式半容積式換熱器設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 物料之間傳遞熱量需要換熱器，因此，換熱器的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵的步驟。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在化工，化肥，煉油，制藥，冶金，電力等行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。在上述行業(yè)中，換熱器的投資所占比重很大，約占到企業(yè)投資的 35數(shù)量上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他設(shè)備。換熱器作為上述行業(yè)的通用設(shè)備，在企業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。鎖著國(guó)家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)能源利用，開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日漸加強(qiáng)。一臺(tái)換熱器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要。對(duì)著國(guó)際科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)換熱器的研究水品也有了顯著的提高。換熱器的設(shè)計(jì)，制造，結(jié)構(gòu)改進(jìn)和以及傳熱機(jī)理的研究也十分活躍。列管式換熱器的應(yīng)用有著悠久的歷史，即使現(xiàn)代，列管式換熱器作為一款傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備在很多工業(yè)部門中有著廣泛的使用和深遠(yuǎn)的影響。尤其在化工，化肥，煉油，等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域所實(shí)用的設(shè)備中，列管式換熱器仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家于 20 世紀(jì) 80 年代起開始競(jìng)相開發(fā)、研制各種型式的換熱器。我國(guó)對(duì)各種新型換熱器的研究雖然起步較晚，但經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)外換熱器的借鑒、消化、吸收，也得到了飛速的發(fā)展。我國(guó)科技工作者也加快了自主研發(fā)新型節(jié)能換熱器的步伐，我國(guó)很多大型 石化公司和設(shè)計(jì)院的新型換熱器產(chǎn)品如板殼式換熱器、蒸發(fā)式空冷器、波節(jié)管換熱器等不斷獲得國(guó)際大獎(jiǎng)并出口應(yīng)用于國(guó)外大型設(shè)備和廠家。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 隨著近年對(duì)設(shè)備環(huán)保、節(jié)能的要求越來(lái)越高，如果有效利用工業(yè)余熱廢熱成為研究的熱門問(wèn)題，同時(shí)隨著人民生活水平的提升，對(duì)熱水供暖的需求加大，快速傳熱，穩(wěn)定供熱的環(huán)保設(shè)備得到更多的認(rèn)可。而半容積式換熱器具有的換熱快速，傳熱系數(shù)高，換熱量大，容積利用率大，節(jié)能，節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。 1 關(guān)鍵詞 : 換熱器設(shè)計(jì)； 自主研發(fā)； 環(huán)保； 節(jié)能 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)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 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 第一章工藝計(jì)算 . 1 計(jì)條件 . 1 定物性參數(shù) . 1 定傳熱面積 . 1 均溫度差 . 2 傳熱系數(shù) K . 2 算換熱量及產(chǎn)熱水量 . 2 核傳熱系數(shù) K . 3 程換熱系數(shù) 0 . 3 流板的切除高度 . 3 流板的弓形面積 . 3 子的橫截面積與殼體的橫截面積之比 . 3 缺區(qū)內(nèi)的流通面積 . 4 何平均流通面積 . 4 何平均流速 . 4 何平均雷諾數(shù) . 4 程平均換熱系數(shù) . 4 程的平均換熱系數(shù) . 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 熱系數(shù) K . 5 算壓力降 . 5 程壓力降 . 5 程壓力降 . 7 章小結(jié) . 9 第二章 U 型管換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 10 體的內(nèi)徑確定 . 10 板與換熱管 . 10 流板 . 10 桿與定距管 . 11 桿 . 11 距管 . 11 流板、拉桿、定距管的連接 . 11 計(jì)堰板防短路 . 12 蘭的選用 . 12 管法蘭選用 . 12 片 . 12 座 . 12 章小結(jié) . 12 第三章強(qiáng)度校核 . 14 熱器殼體計(jì)算 . 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 體 . 14 頭 . 14 體計(jì)算 . 14 體 . 14 頭 . 15 孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) . 15 管 h,j . 16 管 a,b . 16 型管換熱器開孔 . 16 圓形封頭非中心孔處部位補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 . 16 圓封頭計(jì)算直 徑 . 17 管周圍封頭補(bǔ)強(qiáng)區(qū)的計(jì)算寬度 . 17 管外側(cè)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)高度 . 17 管內(nèi)側(cè)補(bǔ)強(qiáng)區(qū)計(jì)算高度 . 17 算結(jié)果 . 17 頭因開孔削弱需要補(bǔ)強(qiáng)的面積 . 18 頭多余金屬面積 . 18 強(qiáng)圈的金屬面積 . 18 管外側(cè)多余金屬面積 . 18 管內(nèi)側(cè)金屬面積 . 18 個(gè)孔需要補(bǔ)強(qiáng)面積 . 18 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 強(qiáng)圈設(shè)計(jì) . 18 孔開孔 . 18 強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法的判別 . 19 孔所需補(bǔ)強(qiáng)的面積 . 19 管多余金屬面積 . 19 效補(bǔ)強(qiáng)面積殼體的有效厚度 . 20 效補(bǔ)強(qiáng)面積 . 20 體水壓試驗(yàn)及其殼體 的強(qiáng)度校核 . 21 熱器管程水壓試驗(yàn)及其殼體的強(qiáng)度校核 . 21 板校核 . 22 章小結(jié) . 24 第四章制造、檢驗(yàn)、安裝與維修 . 25 述 . 25 料驗(yàn)收 . 25 體的制造 . 25 頭的制造 . 26 板的制造 . 27 束的制造 . 27 管的制造 . 28 配 . 28 體、法蘭的組裝與焊接 . 28 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 箱的組裝、焊接與加工 . 28 漆、包裝 . 29 器在使用中常見故障及處理 . 29 因 . 29 象 . 29 理 . 29 結(jié)論 . 31 參考文獻(xiàn) . 32 致謝 . 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第一 章工藝計(jì)算 計(jì)條件 已知，臥式貯罐容積 4m； 工作壓力：管程 程 設(shè)計(jì)溫度：（水 管程：進(jìn)口蒸汽 85 出口 55 管程： 被加熱水： 進(jìn)口 10 出口 55； 罐體公稱直徑： 熱器公稱直徑： 熱介質(zhì)： 水 定物性參數(shù) 表 1通過(guò)查表可知 : 定傳熱面積 假設(shè)換熱面積是 10 U 型波紋管直管長(zhǎng)是 1200由總面積 A= 2n d 得出： 進(jìn)口溫 度 出口溫 度 平均溫 度 密度 Kg/m 定壓比 熱容 j/ 導(dǎo)熱系 數(shù) 10 W/(m. ) 黏度 105 朗特?cái)?shù) 程 85 55 70 978 程 10 55 95 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 管子根數(shù) n = A/2 d （ 1 =10/2 =53 根據(jù)管板的布置圖 (管的排列方式為倒角正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列 )驗(yàn)算上述估算結(jié)果，為了結(jié)構(gòu)上的合理，每殼程布管數(shù)為 57 根。則布管后的換熱面積為： A= 2n d =均溫度差 熱流體與被 加熱流體的平均傳熱溫度 按照逆流傳熱計(jì)算， 585t 21 t（ 1 照平均溫度差計(jì)算， 1055()5585(2 )()(t 00 ii 1 傳熱系數(shù) K9 根據(jù)波紋管半容積式換熱器中，汽 水換熱時(shí)總傳熱 系數(shù)一般范圍，首 先假設(shè)總傳熱系數(shù) )m/(2 9 0 7)/( 0 0 22 2 （ 1 算換熱量及產(chǎn)熱水量 （ 1 熱媒的消耗量： 585( 6 0 6 6)( 50h （ 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 產(chǎn)的熱水量： 055( 6 0 6 6)( 50 （ 1 核傳熱系數(shù) K 程換熱系數(shù) 0 換熱管平均直徑是 di+(19+25) / 2=22 （ 1 流體橫著經(jīng)過(guò)過(guò)管束時(shí)的流通面積是 - t) （ 1 = ( = 對(duì)于其中， 殼體內(nèi)徑 400mm t 換熱管的中心距 25mm h 折流板的間距 350 折流板的切除高度： 120,1004s i 1 流板的弓形面積 i/2) （ 1 =i/2)x（ 120/360） = 管子的橫截面積與殼體的橫截面積之 比 = ） （ 1 = =文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 缺區(qū)內(nèi)的流通面積 1 )= （ 1 何平均流通面積 1 （ 1 何平均流速 （ 1 = =s 何平均雷諾數(shù) （ 1 = =11403 程平均換熱系數(shù) ( R 8 （ 1 40 3 （）（3927 程的平均換熱系數(shù) i =（ 1164 +17.5 t t 64 / （ 1 公式中： 水的平均溫度， w 水的流速， w=m/s 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 d 管徑， d=上述數(shù)據(jù)代入公式得出 i =9595 W/m. 熱系數(shù) K 00 （ 1 2 719 5 9 5113-=2470W / 算壓力降 程壓力降 程壓力降由三部分組成，即： 1p （ 1 式 流體流過(guò)波紋管部分的壓力降（ 管程轉(zhuǎn)彎壓力降（ 管箱進(jìn)出口壓力降（ 以上三項(xiàng)分 別由下式求得 24 （ 1 24 （ 1 （ 1 式中 f 管內(nèi)流體的摩擦系數(shù)； w 以波紋管最小內(nèi)徑計(jì)算的流速（ m/s） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 m 管程數(shù) 管箱進(jìn)出口的流速（ m/s） 摩爾系數(shù)由下式求得： 0 2 （ 1 計(jì)算： 0 02/2i （ 1 =s 雷諾數(shù)： 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 取 0m/s,則 3 3 5 2 由式 (1得 1p 18729+6309+73350 =98388 殼程壓力降 1p (1式中 1p 殼程流體在流動(dòng)路徑上所產(chǎn)生的壓力降（ 流體在殼程回彎處產(chǎn)生的壓力降（ 殼程進(jìn)出口壓力降（ 以上三式求得下式得： 214p 20,1 （ 1 214 （ 1 （ 1 式中 0f 殼程流體的摩擦系數(shù)； 殼程折流板的數(shù)目； 殼體內(nèi)直徑（ m）； 換熱管的平均直徑（ m）； 殼程流體的密度（ ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 最小流通面積處流速（ m/s）。 摩爾系數(shù)由下式求得： f（ 1 流速： 3600 2/ 53 6 0 0 2/ =s 雷諾數(shù)： 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 由式（ 1 m/s, 得： 2 由式（ 2： 1p 一般來(lái)說(shuō)，對(duì)液體，兩側(cè)的壓力降一般控制在 壓降在允許的壓力范圍內(nèi)，滿足要求。 3 章小結(jié) 在本章傳熱計(jì)算中，對(duì)換熱器的計(jì)算部分有了個(gè)基本的了解，同時(shí)，對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)的未來(lái)方向有了一定的方向，對(duì)蒸汽和水在設(shè)計(jì)條件下的一些物性參數(shù)的查找，同時(shí)對(duì)傳熱面積，工藝結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，選定了換熱器形式臥式半容積換熱器，最后再經(jīng)過(guò)核算，確定了換熱器的初步形式。這在設(shè)計(jì)中指導(dǎo)了自己接下來(lái)的工作內(nèi)容。同時(shí)對(duì)自己的能力有了一 個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 第二章 U 型管換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 體的內(nèi)徑確定 筒體的內(nèi)徑為 00板與換熱管 可用可拆式管板夾持型式，厚度初選為 45法蘭連接采用凹面密封。分程隔板槽寬 12 4熱管選用不銹鋼波節(jié)換熱管， 19 換熱管尺寸：波谷 19峰 25厚 排列形式采用轉(zhuǎn)角三角形。換熱管中心距 S=25 為了方便于制造加工，管子和管板的密封性與抗拉托強(qiáng)度，管子和管板連接全部采用強(qiáng)度焊。換熱管最小伸出管板長(zhǎng)度 2 流板 折流板選用單弓形折流板，折流板厚度與殼體直徑與折流板間距有關(guān)，見表 2列數(shù)據(jù)。折流板最小厚度取 8流板缺口高度為殼體內(nèi)徑的 25 ，則切去圓缺高度為 流板間距 B=350束兩端折流板應(yīng)可能靠近殼程進(jìn)，出口接管。折流板外徑取 40090流板管孔 料選 流板與折流板間距為 350 折流板切除高度： H= 4=3900= （ 2 =120 表 2折流板厚度 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 殼體公稱內(nèi)徑/鄰兩折流板間距 / 300 3005000 750 200 5 6 10 10 400 6 10 10 12 700 8 10 12 16 1000 6 10 12 16 16 桿與定距管 桿 換熱管外徑為 19拉桿采用拉桿定距管的形式，查 43 及表 44 可得 400徑， 10厚的換熱器的拉桿的直徑為 12下管板各 2 根，數(shù)量為 4。 距管 定距管尺寸和所在換熱器的換熱管規(guī)格都是相同，全部才有 25用材料為 20 號(hào)鋼。 流板、拉桿、定距管的連接 折流板與拉桿和定距管的連接形式如圖 2 2連接圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828