固定管板式換熱器的設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 DN=120mm,查標準 HG205931997,確定法蘭的結構尺寸。管法蘭標記：HG205931997 法蘭 RF 20 管箱的選擇與計算管箱接管位置的最小尺寸： （C≥4S,S 為殼體壁厚）mChf 152370212DL?????圖 36 管程接管位置殼程接管位置的最小尺寸： （C≥4S,S 為殼體壁厚）132m5021CL1 ?????fhd圖 37 殼程接管位置 根據管程接管到管板的位置最小尺寸為 152mm,可確定管箱的長度 450mm。 拉桿和定距管的選用拉桿的結構形式有兩種，換熱管大于或等于 19mm 的管束，采用圖 35（a）所示的拉桿定距桿結構，換熱器外徑小于等于 14mm 的管束，采用圖 35（b）所示的點焊結構，當管板較薄時，也可采用其他的結構形式。圖 35（a） 拉桿定距管結構圖 35(b) 電焊結構折流桿換熱器結構較緊湊，折流外圈，內徑差值小，在選用 GB 1511999 《管殼式換熱器》所給定的拉桿總截面積的前提下，改變拉桿直徑和數量，通常的做法是采用較多的拉桿數量和較小的直徑，但直徑不得小于 10mm，數量不得小于 4 根。根據《化工設備機械設計基礎》查表 1617 得：拉桿的數量為 6 根。拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣，對大直徑的換熱器，在布管區或靠近折流板缺口處應布置適當數量的拉桿，任何折流板應不少于 3 各支承點。根據折流板的間距為 600mm,殼體長度為 ,從而可初步確定折流板的塊數為 14 個，可計算處拉桿長度為 7800mm。拉桿的連接尺寸按圖 39 和表 38 確定，拉桿長度按需要而定。圖 39 拉桿連接尺寸結構表 38 拉桿的連接尺寸拉桿直徑 d 拉桿螺紋公稱直徑 dn La Lb b16 16 20 ≥60 換熱器各部件的連接方式 管板與殼體的連接殼體與管板的連接采用焊接形式，隨殼體直徑、承受的壓力及流體的物性變化，所選用的焊接方法也有所不同。延長部分兼作法蘭連接時，由于殼體壁厚 mm＜ 12mm，殼程設計壓力 P=＜1 MPa 且殼程介質為非易燃、非8?n?易爆、非揮發性、無毒性，其連接形式如 37 圖所示： 圖 310 管板與殼體的連接 管子與管板的連接管子與管板的連接，在工程生產中主要有強度脹接、強度焊接、脹焊結合等幾種形式。強度焊接目前是換熱管與管板連接應用較為廣泛的一種形式。焊接結構強度高，抗拉脫力強，當焊接部分由泄露時，可補焊，如需要更換換熱管，可采用專用刀具拆卸，比脹接方便。其一般焊接結構如 38 圖所示：圖 311 強度焊結構形式和尺寸表 39 換熱管外伸長度 管板與容器法蘭的連接固定管板式換熱器的管板兼作法蘭，與管箱法蘭連接型式比較簡單，除了滿足工藝上的要求，選擇一定密封面型式，按壓力、溫度來選用法蘭的結構型式。其連接結構簡圖如 39 所示：圖 312 管板夾持結構換熱器規格（外徑 d壁厚 ）?25換熱管最小伸長度/ 1l 最小坡口深度/ 3 2總 結 換熱設備是實現物料之間熱量傳遞的節能設備，也是回收余熱、廢熱，特別是低位熱能的有效裝置。換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器（heat exchanger）。在化工生產中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。本文主要研究的是固定管板式換熱器，它是換熱設備的一類。通過對換熱器的發展、分類、材料和運用等相關理論進行闡述，進而對換熱器進行熱工設計，結構設計以及強度設計。固定管板式換熱器的設計，讓我對換熱器的設計流程和作用有了更深刻了解。無論換熱設備的設計計算或是校核計算，一般均應考慮下。（1）首先必須滿足工藝要求。（2）換熱設備中換熱介質參數（流速、允許壓降、溫度等）的合理選取。在換熱設備中，介質流速高，傳熱系數大，在熱負荷一定的情況下，可使傳熱面積減小，設備結構緊湊，不僅節省投資，而且有利于減緩或抑制污垢的形成，但同時，介質流速高，壓降增大，而且介質對傳熱面積的沖蝕加劇，并容易產生流體誘導振動破壞等。因此介質速度的選取應考慮壓降的合理性，盡可能在允許壓降范圍內，提高流速，以加大傳熱系數。（3）合理安排流程，以便獲得較大的傳熱系數，并使熱、冷流體的流向盡可能接近逆流。（4）換熱設備結構參數的合理選擇主要包括結構形式、尺寸和材質等方面。（5）設計計算時，應注意定性尺寸的計算。在弩塞爾特數、雷諾數等的定義式中均有定性尺寸，通常是選取對流體運動或傳熱發生主導影響的尺寸作為定性尺寸。（6）在達到所需工藝要求的前提下，應使設備費、操作費和維護費之和最低。（7）考慮采用各種強化傳熱措施。由傳熱基本方程Ｑ＝ＫＡ△t 可見，增大總傳熱系數、傳熱面積和有效平均溫差均可提高傳熱效率，強化傳熱。增大傳熱面積，不是單純的增大換熱設備的尺寸，而要增大單位體積內的傳熱面積，是設備緊湊、結構合理，如采用小直徑管子，翅片管等。根據以上結論，通過分析固定管板式換熱器各部分性能影響，合理選擇設計固定管板式換熱器的結構參數，以獲得具有較高抗拉強度、耐腐蝕性、耐介質性等綜合性能良好的換熱器設備，從而使其能更好的應用到石化、化工行業中。參考文獻[1] [M].上海:上海交通大學出版社 ,2022[2] [M].北京:化學工業出版 ,1991.[3] 李志勇,喻健良,[M].北京 :化學工業出版社,.[4] 冷士良,[M].北京 :化學工業出版社,.[5] [M].北京:化學工業出版社 ,.[6] [M].北京:中國石化出版社,2022.[7] [M].大連:大連理工大學出版,.[8] [M].北京:化學工業出版,.[9] [M].北京:科技出版社,1996.[10] 高安全,[M].北京:化學工業出版社,.[11] [M].上海:上海科學技術出版社,1988.[12] [M].北京:化學工業出版社,.[13] 刁玉偉,[M].大連:大連理工大學出版,2022.[14] [M].北京:化學工業出版社,.[15] [M].北京:化學工業出版社,2022.[16] 王菲, [M]. 北京: 化學工業出版社, 2022, 431.[17] 高莉萍, 高效換熱器發展動態及其應用[J]. 石油化工設備技術, 1995.致 謝為期五周的畢業設計結束了，這次固定管板式換熱器畢業設計課題是由王敏老師和周波老師的共同悉心指導下完成的。在指導畢業設計過程中，周波老師嚴謹的教學態度給我們留下了深刻的印象，能夠為每一位同學細心的點撥與講解，我們受益頗多，是我們的榜樣。在這幾周里我們不僅學到了許多的知識也學到了許多的做學問的細節態度，并且從中我們感受到了學習的樂趣和團體協作及進取精神。這將影響我的今后發展的道路，在此真誠的感謝老師！最后，感謝在本次畢業設計中給予我幫助的同學們，感謝老師對我的真心指導。周老師您辛苦了！感謝我的朋友給予的鼓勵和支持！ 2022 年 11 月