【正文】 ......................................... .13 其他附件 .................................................................................................. ..13 接管 . ......................................................................................................... .14 換熱器核算 .. ......................................................................................................... 14 換熱器的熱流量核算 ............................................................................. ..14 壁溫核算 .................................................................................................... 17 換熱器內流體的流動阻力 ..................................................................... ..17 換熱器的主要尺寸和計算結果 ............................................................. ..19 3 換熱器的機械結構設計 ............................................................................................... ..21 選材 .. .................................................................................................................... 21 管板與殼體、管箱、換熱管的連接 .. ................................................................ 22 管板與殼體的連接結構 .. ....................................................................... 22 管板與管箱的連接結構 ....................................................................... ..22 管板與傳熱管的連接結構 .. ................................................................... 22 其他零部件結構 . ................................................................................................. .23 西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） IV 管程 ............................................................................................................ 23 分程隔板 . .................................................................................................. .23 拉桿 . .......................................................................................................... .24 排氣口與排液口 .. ...................................................................................... 25 膨脹節(jié) ...................................................................................................... ..25 4 換熱器的強度設計及其校核 ........................................................................................ .26 筒體的計算 .. ......................................................................................................... 26 封頭的計算 .......................................................................................................... .27 接管開口補強校核 ............................................................................................ ..28 管箱接管開孔補強 ................................................................................... .28 殼程接管的開孔補強 ............................................................................. ..29 管板法蘭的設計及校核 . ..................................................................................... 31 選定法蘭結構 . .......................................................................................... .31 墊片 . ........................................................................................................... 31 螺栓 .......................................................................................................... ..31 法蘭 . ........................................................................................................... 32 應 力校核 .. .................................................................................................. 34 支座的設計及校核 . .............................................................................................. 34 支座反力的計算 .. ...................................................................................... 34 支座的選型 . ............................................................................................... 35 強度校核 .. ................................................................................................. 35 5 經(jīng)濟性分析 .................................................................................................................... .39 6 總結 ............................................................................................................................... ..40 參考文獻 ............................................................................................................................. 41 致謝 .................................................................................................................................... .42 西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒論 換熱器的發(fā)展 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱換熱器。它是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備。換熱器既可是一種單獨的設備，如加熱器、冷卻器及凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的熱交換器。 早期的換熱器只能采用簡單的結構，而且傳熱面積小、體積大和笨重。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。 二十世紀 20 年代出現(xiàn)板式換熱器，并應 用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結構緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。 60 年代左右，由于空間技術和尖端科學的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進一步完善，從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應用。此外，自 60 年代開始，為了適應高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進一步的發(fā)展。 70 年代中期，為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎上又創(chuàng)制出熱管式換熱器。 課題的目的和意義 課題的目的 通過此次換熱器的設計，正確系統(tǒng)地認識換熱器，了解其設計過程，掌握其設計方法。運用所學到的知識解決設計時的實際問題。學會查閱和熟練使用參考文獻，為以后的工作積累寶貴經(jīng)驗。 課題的意義 節(jié)約能源是當今世界的一種重要社會意識，是指盡可能的減少能源的消耗、增加能源利用率的一系列行為。加強用能管理，采取技術上可行、經(jīng)濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費的各個環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費，有效、合理地利用能源。 《中國人民共和國節(jié)約能源法》 [1]指出 “節(jié)約資源是我國的基本 國策。國家實施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。 ”在各國下大力量尋找新的能源以及在節(jié)約能源上研究新途徑，換熱設備的研究受到世界各國政府以及研究機構的高度重視，在研究投入大量資金、人力資源配備足夠的情況下，一批具有代表性的高效能換熱器和強化傳熱元件誕生。目前，在我國石油化工產(chǎn)業(yè)換熱器受到普遍的重視，而換熱器的廣泛應用性，決定了換熱器換熱性能的改善，設計理論的不斷創(chuàng)新，企業(yè)經(jīng)濟的收益和工業(yè)的飛速發(fā)展，都具有一定的積西安石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 極作用，為節(jié)約能源和保護環(huán)境有顯著的貢獻 [2]。 換熱器國內外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 換熱器國內的發(fā)展概況 對國內換熱器市場的調查表明，近年來，隨著我國石化、鋼鐵等行業(yè)的快速發(fā)展，換熱器的需求水平大幅上漲，但國內企業(yè)的供給能力有限，導致?lián)Q熱器行業(yè)呈現(xiàn)供不應求的市場狀態(tài)，巨大的供給缺口需要進口來彌補。換熱器是一種高效緊湊的換熱設備，它的應用幾乎涉及到所有的工業(yè)領域，而且其類型、結構和使用范圍還在不斷發(fā)展 [3]。近年來，焊接型板式換熱器的緊湊性、重量輕、制冷性能好、運行成本低等優(yōu)越性已越來越被人們所認識。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，換熱器技術的發(fā)展，特別是各種大型的工業(yè)制冷裝置和空調用制冷裝 置發(fā)展迅速，這為各種換熱器的應用提供了廣闊的市場。 近幾十年來，換熱器技術有所發(fā)展，但比較緩慢，綜合傳熱系數(shù)始終在 60 左右徘徊，沒有大幅度的飛躍。理論上也沒有找到發(fā)展的明確方向，因而換熱器技術進展不快。其主要問題表現(xiàn)在以下幾個方面。 單位體積換熱面積小，緊湊性差。 傳