螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 岳慶法 學(xué)號(hào)： 201001030212 專業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師： 王閏 學(xué) 院： 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院 1 2014年5月20日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容介紹論文（設(shè)計(jì)）題 目螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)選題時(shí)間2013.12.24完成時(shí)間2014.05.20論文（設(shè)計(jì)）字?jǐn)?shù)7000關(guān) 鍵 詞螺旋板式換熱器，熱工計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，焦化節(jié)能論文（設(shè)計(jì)）題目的來源、理論和實(shí)踐意義：本課題的來源：焦化廠化產(chǎn)車間產(chǎn)生的廢循環(huán)氨水,溫度在80攝氏度左右,這一部分熱量直接排放掉會(huì)比較可惜；但由于熱的品質(zhì)不高，較難回收。利用螺旋板式換熱器高效的換熱性能

2、對(duì)這一部分能量進(jìn)行回收，加熱采暖水，為供暖節(jié)省了大量的能耗。題目具有較強(qiáng)的實(shí)用性和專業(yè)性，符合專業(yè)培養(yǎng)化工生產(chǎn)專門人才的需要，滿足綜合訓(xùn)練的基本要求。利于提高設(shè)計(jì)者運(yùn)用所學(xué)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能分析解決化工生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。為今后從事化工方面的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)及研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。論文（設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)：本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程包括:一、選題與任務(wù)書分析；二、收集資料；三、技術(shù)設(shè)計(jì)；四、工程圖紙繪制；五、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。其中技術(shù)設(shè)計(jì)最為重要，它的內(nèi)容包括：第一部分是熱工計(jì)算；第二部分是換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；第三部分是附件的計(jì)算和選擇；第四部分分別對(duì)螺旋通道

3、和軸向通道做了阻力降計(jì)算。最后提交的作品包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份和螺旋板式換熱器的裝配圖（A1圖幅）一張。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)：考慮到循環(huán)氨水的流量比較大和現(xiàn)場(chǎng)安裝空間有限，無法采用多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)安裝，所以采用立式組合式結(jié)構(gòu)。將兩臺(tái)螺旋板換熱器上下疊加組合，讓采暖水并聯(lián)走螺旋通道，循環(huán)氨水沿軸向通道流動(dòng)。這樣，介質(zhì)換熱為錯(cuò)流換熱。附：論文（設(shè)計(jì)）本人簽名： 岳慶法 2014年5月20日摘要 該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要敘述了螺旋板式換熱器的基本發(fā)展歷程、自身的優(yōu)缺點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)型式。本設(shè)計(jì)利用螺旋板換熱器高效的換熱性能對(duì)焦化產(chǎn)生的循環(huán)氨水進(jìn)行余熱回收以供采暖使用。根據(jù)焦化廠提供的工藝條件，通過熱工計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定出換熱器

4、的結(jié)構(gòu)形式，并對(duì)螺旋板的阻力降進(jìn)行了校核。最后在設(shè)計(jì)總結(jié)中提出自己對(duì)換熱器的制造工藝及其注意問題的見解。關(guān)鍵詞：螺旋板式換熱器，熱工計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，焦化節(jié)能Abstract This design briefly introduces the basic development process, the advantages and disadvantages and the structure of spiral-plate heat exchanger. Considering the high-efficiency of spiral-plate heat exchanger, we u

5、sed it to recycle the waste heat from circling ammonia water in coking plant, which could be used to heat the heating water. Based on the technological conditions, I did the thermal calculation and structural design and proofread the strength and rigidity of the spiral-plate heat exchanger. I put fo

6、rward my own suggestions about the heat exchanger design at the end.Keywords: spiral-plate heat exchanger, thermal calculation, structural design, energy efficiency in choking plants目錄前言1第1章 螺旋板換熱器簡(jiǎn)介21.1 發(fā)展歷程21.2 主要優(yōu)點(diǎn)21.3 主要缺點(diǎn)31.4 結(jié)構(gòu)型式3第2章 熱工計(jì)算52.1介質(zhì)的物性參數(shù)62.1.1 采暖水側(cè)物料的物性參數(shù)62.1.2 熱負(fù)荷計(jì)算62.1.3 循環(huán)氨水側(cè)物料的

7、物性參數(shù)62.1.4熱交換組合形式72.2 tm的計(jì)算72.3 K的計(jì)算82.3.1污垢熱阻的選取82.3.2管壁熱阻的計(jì)算82.3.3采暖水一側(cè)給熱系數(shù)的計(jì)算92.3.4 循環(huán)氨水一側(cè)傳熱系數(shù)的計(jì)算102.3.5 K的計(jì)算102.4 換熱面積的計(jì)算10第3章 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算123.1 外徑D的計(jì)算123.2 定距柱的選擇與計(jì)算133.3 中心隔板的計(jì)算133.4 半圓端板的計(jì)算14第4章 筒體、橢圓封頭和其他附件的選擇和計(jì)算154.1半圓筒體的計(jì)算154.2橢圓封頭的選擇164.3 接管的計(jì)算和選擇164.4容器法蘭的選擇174.5接管法蘭的選擇174.6支座的設(shè)計(jì)18第5章 阻力降計(jì)算195

8、.1 螺旋通道的阻力降195.2 軸向通道的阻力降19設(shè)計(jì)總結(jié)20參考文獻(xiàn)21致謝22前言受內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司的委托，王閏老師的山東漢特工業(yè)設(shè)備制造有限公司要為內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司設(shè)計(jì)一組換熱器，回收該公司焦化化產(chǎn)車間工藝系統(tǒng)中循環(huán)氨水?dāng)y帶的大量預(yù)熱，用于該公司的采暖系統(tǒng)。恰巧學(xué)校安排我跟隨王閏老師做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我有幸參與了該換熱組的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將該設(shè)計(jì)整理出來，作為本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告，向各位老師匯報(bào)幾年來的學(xué)習(xí)成果。在王閏老師和山東漢特工業(yè)設(shè)備制造有限公司張海濤等多位師兄的熱心指導(dǎo)下，通過本次設(shè)計(jì)，我對(duì)換熱器設(shè)計(jì)以及所需要的化工原理、化工設(shè)備等學(xué)科的知識(shí)，有了進(jìn)一步的理解，為自己即將畢業(yè)，走

9、向新的工作和學(xué)習(xí)環(huán)境，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。自己感覺底氣足了，信心強(qiáng)了，獨(dú)立工作的能力也得到增強(qiáng)。在此我對(duì)指導(dǎo)我進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的王閏老師表示誠(chéng)摯的謝意。以下是本設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)：根據(jù)內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司的要求，用一組螺旋板式換熱器回收利用循環(huán)氨水的熱量加熱公司整個(gè)采暖系統(tǒng)，根據(jù)用戶提供的采暖面積等要求，初步估算需循環(huán)水約300 m3 /h，以下列出設(shè)備設(shè)計(jì)工藝條件：序號(hào)項(xiàng)目熱側(cè)冷側(cè)備注1介質(zhì)名稱循環(huán)氨水采暖水2工作壓力 MPa0.50.43設(shè)計(jì)壓力 MPa0.60.64進(jìn)口溫度 80455出口溫度 待求686設(shè)計(jì)溫度 95957 介質(zhì)流量 m3 /h10003008換熱器結(jié)構(gòu)形式螺旋板式換熱

10、器第1章 螺旋板換熱器簡(jiǎn)介根據(jù)與客戶的交流和綜合考慮，雙方確定本裝置選用螺旋板式換熱器。螺旋板式換熱器是由兩塊平行的鋼板，在中間布焊定距柱，在專用卷床上卷制而成，兩端可以采用板條（圓鋼）密封，形成不可拆式結(jié)構(gòu)；也可以只密封一個(gè)通道，然后兩端用盲板密封，形成可拆式結(jié)構(gòu)；按照要求使兩流體按照不同的方式流動(dòng)，可以形成逆流流動(dòng)，也可形成錯(cuò)流流動(dòng)。由于螺旋般換熱器流道內(nèi)布焊了定距柱，介質(zhì)在流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)受到定距柱的擾動(dòng)，加上螺旋狀的流道隨時(shí)改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，使得介質(zhì)在流道內(nèi)即使流速很低的時(shí)候，也能形成湍流，所以螺旋板式換熱器的傳熱效率很高，一般能達(dá)到管殼式換熱器的三至四倍。1.1 發(fā)展歷程螺旋板式換熱器

11、是瑞典羅森布拉德公司于1930年首先推薦使用的，很快就開始成批生產(chǎn)并取得了專利權(quán)。隨后許多國(guó)家根據(jù)這個(gè)公司的專利相繼仿照。英國(guó)APV公司、美國(guó)AHRCO公司、西德ROCA公司、日本大江和川化公司以及荷蘭、捷克、蘇聯(lián)等國(guó)都以成批生產(chǎn)。日本是第二次世界大戰(zhàn)以后才開始生產(chǎn)，各工廠均制定了各自的系列標(biāo)準(zhǔn)。蘇聯(lián)在1966年頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)-OCT206766。 我國(guó)在五十年代已在化學(xué)工業(yè)中開始制造和使用了螺旋板式換熱器。到了六十年初期，由于采用了專用的卷床卷制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量并能成批生產(chǎn)。到了1970年，蘇州化工機(jī)械廠和一機(jī)部通用機(jī)械研究所開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，系列化生產(chǎn)，隨后并與大連工學(xué)院協(xié)作對(duì)螺旋板式換熱器

12、的傳熱和流體阻力進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。1973年一機(jī)部制定了部標(biāo)準(zhǔn)JB1287-73。2003年3月，國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)發(fā)布螺旋板式換熱器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4751-2003,該標(biāo)準(zhǔn)更詳細(xì)的規(guī)范了螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)、檢驗(yàn)及驗(yàn)收等工作。1.2 主要優(yōu)點(diǎn)A.傳熱效率高流體在螺旋板換熱器中做螺旋流動(dòng)，由此產(chǎn)生的離心力提高了流體的湍流程度。此外，在通道中的定距柱也破壞了邊界層而產(chǎn)生渦流。因此，在較低的雷諾數(shù)下就可以形成湍流，一般Re=14001800之間，最低的在Re=500時(shí)就能形成湍流，視定距柱的布置情況和數(shù)目而定。B兩流體逆流和低溫傳熱兩種流體在較長(zhǎng)的螺旋通道內(nèi)可進(jìn)行完全逆流的熱交換。當(dāng)

13、兩流體的進(jìn)出口溫度一定時(shí)，逆流的對(duì)數(shù)平均溫度差要比并流、錯(cuò)流或折流時(shí)的大，因而單位面積的傳熱量也大。另一方面，如果要求單位面積傳熱量相等，則采用逆流傳熱就能以較小的對(duì)數(shù)平均溫度差來完成。這對(duì)于低溫?zé)嵩吹睦檬鞘钟欣?。C不易結(jié)垢流體在螺旋板換熱器中走的是單通道，它的允許流速又比其他類型的換熱器高（通常，對(duì)粘度不大的液體為2米/秒，對(duì)氣體為20米/秒），因此不易結(jié)垢。D結(jié)構(gòu)緊湊、不用管材、制造簡(jiǎn)便螺旋板換熱器是用金屬板卷制的，因此沒有管板、官箱等不起熱交換作用的部件，在傳熱面積相同時(shí)，比列管式換熱器緊湊得多，單位體積的傳熱面積約為列管式換熱器的23倍。制造時(shí)機(jī)械加工量少，成本低。不用無縫鋼管這

14、一點(diǎn)對(duì)我國(guó)是有現(xiàn)實(shí)意義的。1.3 主要缺點(diǎn)A操作壓力受到限制螺旋板換熱器的操作壓力主要由一定厚度的金屬板材和密封結(jié)構(gòu)來承受。為了提高操作壓力，相應(yīng)的就要增厚板材，對(duì)密封結(jié)構(gòu)的要求也提高了。有的廠家為了保證外殼強(qiáng)度，采取加厚最外一層螺旋板的辦法。這也給加工制造帶來了一些困難。B.檢修困難螺旋板內(nèi)部損壞了很難修理。因此處理易腐蝕的介質(zhì)時(shí)應(yīng)選擇耐腐蝕的金屬材料來制造。1.4 結(jié)構(gòu)型式國(guó)際上習(xí)慣按流體流過通道的方式分為四類：I型、II型、III型和G型。而我國(guó)又習(xí)慣于按端面焊接的方式來分類：I型、II型、III型。這里我們主要介紹國(guó)內(nèi)分法，對(duì)于國(guó)際上的分類不做討論。凡是兩端面全部焊死，兩個(gè)通道都不能進(jìn)

15、行機(jī)械清洗時(shí)，國(guó)內(nèi)統(tǒng)稱為I型，或稱為不可拆式螺旋板換熱器。凡是在螺旋板兩個(gè)端面進(jìn)行交錯(cuò)焊接密封，并用可拆卸的頂蓋和墊片密封的就稱為II型。這種設(shè)備的的兩個(gè)通道均可在拆卸頂蓋后進(jìn)行機(jī)械清洗，故又稱可拆式螺旋板換熱器。還有I型和II型的混合型，此型螺旋體的一個(gè)端面全部焊死，而另一個(gè)端面則留下一個(gè)通道不焊接，另一個(gè)通道仍焊死。所以混合型的一個(gè)流體通道的兩端全部焊死，不能進(jìn)行機(jī)械清洗（只能化學(xué)清洗），而另一通道的一端是焊死的，另一端是敞開的，可以進(jìn)行機(jī)械清洗。此外，還有用四張鋼板卷制成的螺旋體，其中一個(gè)通道的兩端全部焊死，而另一個(gè)通道則兩端全敞開。甲介質(zhì)在兩端全焊死的通道內(nèi)由周邊旋轉(zhuǎn)至中心，然后又由中

16、心旋轉(zhuǎn)至周邊排出，也即甲介質(zhì)的的進(jìn)口和出口都在周邊上；乙介質(zhì)只能作軸向流動(dòng)，這種類型在我國(guó)統(tǒng)稱III型。第2章 熱工計(jì)算本章符號(hào)說明換熱面積 軸向通道截面積 截面通道寬度 、采暖水、氨水的比熱 當(dāng)量直徑 重量速度 螺旋板板寬 總的傳熱系數(shù) 螺旋板板長(zhǎng) 普朗特?cái)?shù)，量綱為1。、冷側(cè)、熱側(cè)的熱負(fù)荷 雷諾數(shù)，量綱為1。采暖水一側(cè)的污垢熱阻 循環(huán)氨水一側(cè)的污垢熱阻 、采暖水一側(cè)、循環(huán)氨水一側(cè)平均溫度 定性溫度 流體流速 采暖水或氨水的體積流量 、采暖水、氨水的質(zhì)量流量 、采暖水、氨水的密度 、采暖水、氨水的導(dǎo)熱系數(shù) 采暖水一側(cè)的傳熱系數(shù) 循環(huán)氨水一側(cè)的傳熱系數(shù) 、采暖水、氨水的粘度 螺旋板板厚 螺旋板的

17、換熱系數(shù) 、冷側(cè)、熱側(cè)的溫差 對(duì)數(shù)平均溫差 按逆流計(jì)算的對(duì)數(shù)平均溫度差, 溫度差校正系數(shù)，量綱為1.2.1介質(zhì)的物性參數(shù)2.1.1 采暖水側(cè)物料的物性參數(shù)定性溫度計(jì)算：查該溫度下采暖水的物性參數(shù)如下：粘度： 比熱：密度： 導(dǎo)熱系數(shù)：2.1.2 熱負(fù)荷計(jì)算采暖水質(zhì)量流量： 溫差:根據(jù)式 可以求得采暖水的總吸熱量。2.1.3 循環(huán)氨水側(cè)物料的物性參數(shù)已知換熱過程無相變，冷側(cè)和熱側(cè)熱交換量相等，即此時(shí)： 根據(jù)故循環(huán)氨水一側(cè)的出口溫度大約為。循環(huán)氨水側(cè)定性溫度計(jì)算：查該溫度下水的物性參數(shù)如下：粘度:比熱:密度: 導(dǎo)熱系數(shù):2.1.4熱交換組合形式熱交換溫度示意圖如下：807368 45圖2-1 熱交換

18、示意圖根據(jù)螺旋板換熱器的一般設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通道寬度多選擇在以下，否則容易產(chǎn)生層流，影響換熱效果。如果通道寬度，按螺旋板換熱器一般設(shè)計(jì)原則，流速取，螺旋板寬度，可通過的介質(zhì)流量不超過。本課題由于采暖水側(cè)，循環(huán)氨水側(cè)，介質(zhì)流量都很大。而現(xiàn)場(chǎng)安裝空間有限，無法采用多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)安裝。因此，經(jīng)業(yè)主同意，本設(shè)計(jì)確定采用立式組合式結(jié)構(gòu)。將兩臺(tái)螺旋板換熱器上下疊加組合，讓采暖水并聯(lián)走螺旋通道，循環(huán)氨水沿軸向通道流動(dòng)，這樣，介質(zhì)換熱為錯(cuò)流換熱。由于缺少錯(cuò)流換熱計(jì)算公式，以下計(jì)算均按照完全逆流換熱的公式進(jìn)行，然后通過相關(guān)資料，查得糾正系數(shù)后進(jìn)行調(diào)整。2.2 tm的計(jì)算對(duì)于錯(cuò)流和折流的平均溫度差,可采用安德伍德(Und

19、erwood)和鮑曼提出的圖算法。該法是先按逆流時(shí)計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫度差，再乘以考慮流動(dòng)方向的校正因素。即溫度差校正系數(shù)的與冷熱流體的溫度變化有關(guān)，是P和R兩因數(shù)的函數(shù)，即該工程實(shí)例中的查圖34-19 對(duì)數(shù)平均溫度差校正系數(shù)單殼程得2.3 K的計(jì)算2.3.1污垢熱阻的選取污垢熱阻根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選擇，循環(huán)氨水一側(cè)取 采暖水一側(cè)取2.3.2管壁熱阻的計(jì)算材料為，壁厚采暖水一側(cè)平均溫度循環(huán)氨水一側(cè)平均溫度取兩側(cè)的平均溫度為定性溫度此溫度下，導(dǎo)熱系數(shù)。管壁熱阻2.3.3采暖水一側(cè)給熱系數(shù)的計(jì)算采暖水一側(cè)：根據(jù)一般的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)值，按水的流速初步選取通道寬度。已知制造螺旋板式換熱器的卷板寬度，采暖水流量。則

20、：通道寬度實(shí)際選取為。則實(shí)際流速為： 因?yàn)榍也橄嚓P(guān)資料，對(duì)應(yīng)該種工況的螺旋板換熱器傳熱系數(shù)計(jì)算公式為：將各部分參數(shù)代入，得： 公式中：流體被加熱時(shí)n=0.4,被冷卻時(shí)n=0.3，采暖水側(cè)n=0.4。2.3.4 循環(huán)氨水一側(cè)傳熱系數(shù)的計(jì)算預(yù)估換熱面積, 螺旋板板寬根據(jù),求得預(yù)設(shè),則流速因?yàn)?故采用無相變軸流傳熱膜系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。所需軸向通道截面積重量速度 2.3.5 K的計(jì)算根據(jù)式 可得。帶入數(shù)據(jù)求得2.4 換熱面積的計(jì)算 根據(jù)公式求換熱面積A。所以，預(yù)定的換熱面積是合理的。換熱面積的確定：計(jì)算得出的換熱面積，圓整后取此時(shí)的裕度為。第3章 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算本章符號(hào)說明螺旋通道截面寬度 軸向通道截面寬

21、度 平均通道寬度 螺旋板的外徑 螺旋板換熱器的公稱直徑 卷輥直徑 當(dāng)支承環(huán)與中心隔板未貼緊，或支承環(huán)剛性不足時(shí)，為兩半圓端板之間的距離，; 當(dāng)支承環(huán)與中心隔板貼緊，且滿足GB150-1998中6.3的要求，取以下兩者中的較大值： 兩支承環(huán)之間的距離，；半圓端板與支承環(huán)之間的距離，;系數(shù)，根據(jù)的比值按表2查取系數(shù) ,且。由于K的計(jì)算小于1，故K取1。卷輥胎膜半徑 定距柱之間的間距 中心隔板的寬度 設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，查表8-9壓力容器用高合金鋼鋼板的許用應(yīng)力得半圓端板的厚度 中心隔板的厚度 3.1 外徑D的計(jì)算根據(jù)多年的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，外徑D求取采用如下經(jīng)驗(yàn)公式： 式中的 設(shè)備公稱直徑：為了

22、方便橢圓封頭的選擇與筒體的配套，確定設(shè)備的公稱直徑，則螺旋板換熱器的型號(hào)為KLS0.6500-1.5/2200-G。3.2 定距柱的選擇與計(jì)算螺旋板換熱器中，螺旋板與螺旋板之間用定距柱支撐，定距柱的擺放方式有如下三種:圖3-1 定距柱的三種擺放方式本次設(shè)計(jì)中,選取圖一所示的正菱形擺放定距柱。定距柱之間的間距采用如下公式計(jì)算:代入數(shù)據(jù)求得 故定距柱之間的間距選為100mm。3.3 中心隔板的計(jì)算中心隔板的寬度 中心隔板的計(jì)算厚度按下式計(jì)算： 代入數(shù)據(jù)求得，所以選擇12mm。3.4 半圓端板的計(jì)算半圓端板與中心隔板連接采用全熔透焊縫，其計(jì)算厚度按下式計(jì)算： 代入數(shù)據(jù)求得，所以選擇10mm。第4章

23、筒體、橢圓封頭和其他附件的選擇和計(jì)算本章符號(hào)說明 鋼板負(fù)偏差 鋼板腐蝕余量 接管的內(nèi)徑 內(nèi)表面積 橢圓封頭的質(zhì)量 直邊高度 曲面高度 半圓筒體的內(nèi)半徑 流體在接管中的流速 橢圓封頭的容積 流體的體積流量 半圓筒體的計(jì)算壁厚 半圓筒體和封頭的設(shè)計(jì)壁厚 焊接接頭系數(shù)，量綱為1。4.1半圓筒體的計(jì)算根據(jù)4表8-10 焊接接頭系數(shù)取0.65。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 根據(jù)4表8-11 鋼板厚度負(fù)偏差，查得此厚度鋼板的負(fù)偏差，所用材料為不銹鋼，故腐蝕余量。 圓整到8mm。4.2橢圓封頭的選擇由于橢圓封頭所受壓力與筒體一樣大，材質(zhì)都為不銹鋼304，而且兩者壁厚計(jì)算公式一致，所以橢圓封頭壁厚直接選取為8mm。已知橢

24、圓封頭的公稱直徑和壁厚，根據(jù)JB1145-73查出橢圓封頭的其他尺寸如下：壁厚公稱直徑曲面高度直邊高度內(nèi)表面積容積質(zhì)量4.3 接管的計(jì)算和選擇a.采暖水入口和出口由于，由此可得采暖水進(jìn)出口管徑的求取公式。流速的經(jīng)驗(yàn)值可取為：對(duì)液體 對(duì)蒸汽 對(duì)氣體 (為壓強(qiáng)，為氣體密度 )根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選擇,帶入數(shù)據(jù)求得 取, 管子規(guī)格為。接管伸出長(zhǎng)度按照表4-1中的經(jīng)驗(yàn)值選?。罕?-1 接管伸出長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)值公稱直徑不保溫管長(zhǎng)保溫設(shè)備接管長(zhǎng)158013020501001507035015020070500150200所以采暖接管伸出長(zhǎng)度為。實(shí)際流速，滿足經(jīng)驗(yàn)值的范圍。b.氨水的入口和出口選擇經(jīng)驗(yàn)流速值，按照相同步驟

25、選取接管，,管子規(guī)格，接管伸出長(zhǎng)度為。實(shí)際流速，滿足經(jīng)驗(yàn)值的范圍。c.吹掃口、焦油排凈口兩者均選取最小接管尺寸，, 管子規(guī)格，接管伸出長(zhǎng)度為。4.4容器法蘭的選擇筒體直徑,設(shè)計(jì)壓力。根據(jù)表10-1壓力容器法蘭分類選取乙型平焊法蘭。再根據(jù)4表10-3選取的法蘭，法蘭盤厚度，質(zhì)量?？偣残枰?組容器法蘭，所以整個(gè)設(shè)備容器法蘭的質(zhì)量。由于介質(zhì)無毒且壓力,故選取平面型密封面（RF）。4.5接管法蘭的選擇根據(jù)4表10-19 和板式平焊法蘭和法蘭蓋的尺寸與質(zhì)量選擇相應(yīng)的接管法蘭，其選擇結(jié)果如下表：表4-2 接管表采暖水接管循環(huán)氨水接管吹掃口、焦油排凈口接管 公稱直徑 mm15045050厚度 mm20301

26、6質(zhì)量 kg4.0820.51.51總質(zhì)量 kg16.32423.02密封面形式RFRFRF4.6支座的設(shè)計(jì)采用裙式支座，裙座的高度根據(jù)實(shí)際工況確定，裙座上開有人孔、引出管孔、排氣孔等。第5章 阻力降計(jì)算本章符號(hào)說明定距柱的密度， S比重（相當(dāng)于20的水） S=0.9748t定距柱（泡）的間距， 厘米 V流量， 公斤/時(shí)/1000Z粘度，厘泊 重度 5.1 螺旋通道的阻力降總的阻力降有三部分組成：空的螺旋通道的阻力降；因定距柱而增加的流體阻力；進(jìn)出口的局部阻力之和?？倝毫档挠?jì)算式為 5.2 軸向通道的阻力降對(duì)于軸流無相變的流體，當(dāng)時(shí)，代入數(shù)據(jù)求得 設(shè)計(jì)總結(jié)由于國(guó)內(nèi)螺旋板換熱器的設(shè)計(jì)還不是很成

27、熟，特別是III型的螺旋板換熱器，所以可參考的資料不是很多，這給本次設(shè)計(jì)帶來了很大的困難。設(shè)計(jì)中需要預(yù)設(shè)一些工藝參數(shù)，比如板寬、流速等，然后再進(jìn)行核算比對(duì)加以修改確定，計(jì)算量比較大。另外，由于一些參考書的版本比較老，單位都是采用工程制，需要換算成國(guó)際單位制話，相應(yīng)的計(jì)算量就增加了很多。盡管設(shè)計(jì)存在很多困難之處，我還是努力克服了困難，認(rèn)真的完成了熱工計(jì)算，螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，附件的計(jì)算和選取以及阻力降的計(jì)算，并用CAD畫了本設(shè)備的裝備圖。通過本次設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到了要想把課本所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到工程設(shè)計(jì)中還需要不斷進(jìn)行實(shí)踐。要想從一名化工專業(yè)的學(xué)生轉(zhuǎn)變成為一名工程師，自己要走的路還很長(zhǎng)。自己在設(shè)計(jì)

28、過程中存在著很多的不足之處。首先，以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，導(dǎo)致在使用的時(shí)候還要重新學(xué)習(xí)，耽誤了設(shè)計(jì)的進(jìn)程。其次，自己的設(shè)計(jì)思路還不夠清晰，走了不少的彎路。另外，在這次設(shè)計(jì)過程中，常常因?yàn)樽约旱拇中膶?dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。在以后的設(shè)計(jì)中，自己要加以注意，避免一些不必要的犯錯(cuò)。參考文獻(xiàn)1JB/T4751-2003,螺旋板式換熱器S2蘭州石油機(jī)械研究所.換熱器（下）M.北京:烴加工出版社,1990年3夏清,陳長(zhǎng)貴.化工原理M.天津:天津大學(xué)出版社,2005年4董大勤.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002年5張受謙.化工手冊(cè)M.山東:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1986年6錢頌文.換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京

29、:化學(xué)工業(yè)出版社，2002年7郭樹才.煤化工工藝學(xué)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1992年致謝非常感謝王閏老師、張海濤師哥在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集、設(shè)計(jì)計(jì)算和論文修改，再到論文定稿，他們給了我耐心的指導(dǎo)和很多的幫助。為了讓我的設(shè)計(jì)盡可能的接近工程實(shí)踐，王閏老師多次帶我去參觀他的工廠，這讓我對(duì)自己設(shè)計(jì)的螺旋板換熱器有了更直觀和具體的印象。為了指導(dǎo)我的畢業(yè)論文，王閏老師放棄了自己的休息時(shí)間，在此我向王老師表示我誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)，感謝所有老師們和同學(xué)們?cè)谶@四年來給我的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。正是由于他們，我才

30、能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下，祝同學(xué)們前程似錦！22指導(dǎo)教師意見成績(jī)： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日注：成績(jī)按優(yōu)、良、中、合格、不合格五級(jí)分制計(jì)。評(píng)閱人意見 成績(jī)： 評(píng)閱人（簽名）： 年 月 日注：成績(jī)按優(yōu)、良、中、合格、不合格五級(jí)分制計(jì)。答辯委員會(huì)意見成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任（簽名）： 年 月 日 學(xué)院學(xué)位分委員會(huì)意見 成績(jī)： 學(xué)位分委員會(huì)主任（簽名）： （公章） 年 月 日注：成績(jī)按優(yōu)、良、中、合格、不合格五級(jí)分制計(jì)。山東師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目審批表學(xué)院：化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院_ (章)系別/教研室：化工

31、系 時(shí)間： 2013年12月23日課題情況題目名稱螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)課題性質(zhì)應(yīng)用研究教師姓名王閏職稱副教授學(xué)位課題來源B.生產(chǎn)成果類別B.設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容與研究目標(biāo)本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程包括:一、選題與任務(wù)書分析；二、收集資料；三、技術(shù)設(shè)計(jì)；四、工程圖紙繪制；五、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。其中技術(shù)設(shè)計(jì)最為重要，它內(nèi)容包括：第一部分是熱工計(jì)算；第二部分是換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；第三部分是附件的計(jì)算和選擇；第四部分分別對(duì)螺旋通道和軸向通道做了阻力降計(jì)算。要求繪制該螺旋板換熱器的裝配圖。本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)結(jié)果基本滿足生產(chǎn)中換熱的要求。 指導(dǎo)教師簽字： 13年12月24日 選題學(xué)生簽

32、字： 13年12月24日系所或教研室審題意見 負(fù)責(zé)人簽字: 13年12月24日學(xué)院審批意見 學(xué)院學(xué)位分委員會(huì)主任簽字: 13年12月25日4山東師范大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告論文題目： 螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱：化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 學(xué)生姓名： 岳慶法 學(xué) 號(hào)： 201001030212 指導(dǎo)教師： 王閏 2014年 1月5日一、選題的性質(zhì) 應(yīng)用研究二、選題的目的和意義 題目是根據(jù)焦化廠化產(chǎn)車間實(shí)際生產(chǎn)中換熱需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和專業(yè)性，符合專業(yè)培養(yǎng)化工生產(chǎn)專門人才的需要，滿足綜合訓(xùn)練的基本要求。利于提高設(shè)計(jì)者運(yùn)用所學(xué)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能

33、分析解決化工生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。為今后從事化工方面的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)及研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、與本課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，預(yù)計(jì)可能有所創(chuàng)新的方面螺旋板式換熱器1930年在瑞典首次推薦使用,很快成批生產(chǎn)并取得了專利權(quán)。隨后很多國(guó)家根據(jù)這個(gè)公司的專利相繼仿造，現(xiàn)在各國(guó)都已有各自的系列標(biāo)準(zhǔn)。我們國(guó)家自1960年以來，在螺旋板式換熱器的制造和使用方面積累了不少經(jīng)驗(yàn)。但是關(guān)于螺旋板式換熱器流體阻力方面的參考資料還比較缺乏，而且也不夠統(tǒng)一。本設(shè)計(jì)可能的創(chuàng)新點(diǎn)：考慮到循環(huán)氨水的流量比較大和現(xiàn)場(chǎng)安裝空間有限，無法采用多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)安裝，所以要采用立式組合式結(jié)構(gòu)。將兩臺(tái)螺旋板換熱器上下疊加組合，讓采暖水并聯(lián)走螺

34、旋通道，循環(huán)氨水沿軸向通道流動(dòng)。這樣，介質(zhì)換熱為錯(cuò)流換熱。四、課題研究的可行性分析 通過在山東漢特工業(yè)設(shè)備制造有限公司進(jìn)行參觀和學(xué)習(xí)，再結(jié)合近四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和技能，經(jīng)過指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)及自己的刻苦努力，應(yīng)該可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。五、課題研究的策略、方法和步驟完成該課題的策略是以科學(xué)的方法論為指導(dǎo)，遵循國(guó)家的有關(guān)法律、法規(guī)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，借鑒相關(guān)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，密切聯(lián)系所學(xué)的知識(shí)、技能，在指導(dǎo)教師的細(xì)心指導(dǎo)和自己的努力下完成本課題。完成該課題的方法首先要明確設(shè)計(jì)任務(wù)，利用多種方式搜集相關(guān)信息資料，結(jié)合實(shí)習(xí)廠家情況進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作。完成該課題的步驟：（1）去山東漢特工業(yè)設(shè)備制造有限公司進(jìn)行參觀和學(xué)習(xí)，深入了解生產(chǎn)裝置的詳細(xì)情況，搜集設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)資料；（2）對(duì)螺旋板式換熱器進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和研究；（3）進(jìn)行基礎(chǔ)的熱工計(jì)算；（4）對(duì)換熱器做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（5）對(duì)筒體和橢圓封頭以及附件進(jìn)行選擇和計(jì)算；（6）對(duì)通道阻力降進(jìn)行計(jì)算；（7）繪制螺旋板換熱器的裝配圖；（8）編寫設(shè)計(jì)說明書。六、預(yù)期成果形式描述完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書編寫，繪制設(shè)備裝配圖，設(shè)計(jì)結(jié)果具有實(shí)際應(yīng)