毕业设计[共51页].docx

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1、言2344555.8.8.10.11.12.12.12.14.15.15.15.16.16.18.19.19第二章2.12.22.3第三章3.13.3第四章4.14.24.34.4第五章5.15.23.3.5管束分程、管程隔板及其管板的连接202122232729293132323435373940414445464747第一章选题背景1.1 选题背景1.2 研究的目的1.3 研究的意义1.4 国内外现状和发展趋势与研究主攻方向1.5 换热器的种类及特点15L管壳式换热器L52蛇管式换热器1.5.3. 套管式换热器吉奈论讦X j概述传热原理换热器的选型固定管板式换热器的设计J 1J1 F I

2、3.1.1 水的定性温度和物性参数3.1.2 污水的定性温度和物性参数3.1.3 有效平均温差3.1.5 传热管和壳体壁温核算3.2管程及壳程压力降3.2.1 管程压力降计算3.2.2 克程压力降校核流程及结构设计3.3.1 管子的设计333 4 白勺3.3.4 管箱3.3.6 折流板设计3.3.7 排气孔和排液孔3383.3.9 壳程接管的设计3.3.10 封头设计3.3.11 试验压力3.3.12 支座膨账并压力产生的应力温差产生的应力拉脱力强度条件换苏3中强化传热途径简述加大传热系数K增大平均温差5.3扩大传热面积47第六章48第七章计算结果总汇48参考文献51序言学 生：胡成雨北方民族

3、大学化学与化学工程学院指导老师：姜国平 北方民族大学化学与化学工程学院摘要换热器作为一种流体间传递热量的设备，在化工行业中占有举足轻重的地位。列管式换热器单位体积具有的传热面积大以及传热效果好。其中固定管板式换热器为两端管板和壳体连接成一体，具有结构简单和造价低廉等优点，因此使用较为广泛。本论文设计了一台电脱盐排水的固定管板式换热器。由已知工况下物性参数，首先，进行工艺计算，然后进行机械设计，其中包括法兰、筒体、封头、管板等的设计，最后画出装配图和零件图。关键词换热器；管板；设计The Fixed Tube-sheet Teat ExchangerStudent:Hu Chengyu Coll

4、ege of Chemistry and Chemical Engineering,NorthUniversity for EthnicsInstructor:Jiang Guopin College of Chemistry and Chemical Engineering,NorthUniversity for EthnicsHeat exchangers are playing an important role in chemical industries asheat-exchanging equipments among different fluids.The Tube-shee

5、t exchangers havethe advantages of larger heat-exchanging area,besides,its effective.And the fixedtube-sheet heat exchangers are made in the form of combining the plates with tubes ofeach side,which makes them flexible to manufacture and competitive in theirproducing price,hence,they are widely util

6、ized.The designing thesis is to design afixed tube-sheet heat exchanger for electro-desalting draining.Its started with knownparameters.and then doing the technology calculations,followed by mechanicaldesignings,flanges, shells, shell covers, plates included .Doing the installation andcomponent draw

7、ing goes to the final.Key words Heat Exchanger Tube-sheet Design前言换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。出于不同的使用目的和工艺要求，换热器的型式很多，而且仍在不断的发展。当前，为了适应我国经济发展的需要，无论从有关工业本身的发展或从能源的开发、利用和节约来看，对换热器都提出了更高的要求。换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广

8、泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。而固定管板式换热器集中了管壳式换热器的优点，应用相当广泛。固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。管束安装在壳体内，两端固定在管板上。管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。本设计主要研究换热器的设计原理、传热学计算、结构设计，其中结构设计主要

9、包括两部分，即工艺尺寸的设计与计算及部件结构的设计与计算。针对固定管板式换热器适应热膨胀能力差的缺点，重点研究膨胀节。从三个方面来考虑是否需要设置膨胀节，如需要，则如何设置其结构和对其进行强度计算。由于本人知识有限，再加上经验不足，设计中存在的不妥和错误之处，肯请予以批评指正。2011年4月第一章选题背景1.1 选题背景本设计课题来源于生产实际。换热器是把热量从一种介质传给另一种介质的设备。换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计，在现代化学工业中所用换热器的投资大约占设备总投资的30% ,在炼油厂中换热器占全部工艺设备的40 %左右，海水淡化工艺装置则几乎全部

10、是由换热器组成的。上个世纪70年代初发生的世界性能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展。为了节能降耗，提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备。这是因为，随着能源的短缺（从长远来看，这是世界的总趋势），可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高。所以，这些年来，换热器的开发与研究成为人们关注的课题。1.2 研究的目的换热器为石油，化工、食品、原子能及其它化工部门所广泛使用的一种工艺设备。一般情况换热器约占石油化工装置设备总重量的40%,其中又以管壳式换热器为主，因此管壳式换热器的研究开发和标准制订一向受到各国

11、的重视，例如美国的TEMA和日本的JISB8249就是管壳式换热器的专用标准。近年来，随着制造技术的进步，强化传热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与换热工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，并已在化工、炼油、石油化工、制冷及制药各行业得到应用与推广，取得了较大的经济效益。各式换热器的设计思想各有新颖之处，结构上各具特色。有的在于强化管内传热，有的着眼于壳程强化传热，有的改进了管箱设计，有的着重防止管板诱导振动，有的紧凑了设备结构，有的在于防腐防垢。固定管板式换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。换热管可为光管或低翅管。其结构简单，制造成本低，能得到

12、较小的壳体内径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广，故在工程中广泛应用。1.3 研究的意义换热器是合理利用与节约现有能源、开发新能源的关键设备。当今世界，现有能源主要为煤、石油、天然气等资源。有限的储量难以满足工业及人们生活日益增长的需要，因此，合理利用现有能源及开发新能源已成为世界性的研究课题。在生产中大部分燃料释放的能量是通过换热设备传递的，换热器的合理设计、性能改善将直接关系着现有能源的合理利用。可供开发的新能源：核能、太阳能、地热能等要提供工业及生活使用，无一不需要大量符合使用要求的各式换热器。换热器的正确设置、合理设计、性能改善等对能源的有效利用及开发有着十分重要的意义。1.4 国内外现状和发展趋势与研究主攻方向换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计，在现代化学工业中所用换热器的投资