【正文】 Ⅰ 螺旋板式換熱器設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)任務(wù)題目：反應(yīng)器的混合氣體換熱器設(shè)計(jì)（螺旋板式） 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條件 生產(chǎn)過程的流程如圖所示，反應(yīng)器的混合氣體經(jīng)與進(jìn)料物流換熱后，用循環(huán)冷卻水將其從 110℃ 進(jìn)一步冷卻至 60℃ 之后，進(jìn)入吸收塔吸收其中的可溶組分。已知混和氣體的流量為 ㎏ /h，壓力為 MPa， 循環(huán)冷卻水的壓力為 ， 循環(huán)水的入口溫度為 29℃ ，出口溫度為 39℃ ， 試設(shè)計(jì)一臺(tái)列管式換熱器 ， 完成該生產(chǎn)任務(wù)。 物性特征：混和氣體在 85℃ 下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實(shí)測值）：密度=70 ㎏ /m3, 粘度 = 105 Pa s,定壓比熱容 =℃ ， 熱導(dǎo)率 =在 34℃ 下的物性數(shù)據(jù)：密度 = ㎏ /m3， 定壓比熱容 =℃ ， 熱導(dǎo)率 =℃ ， 粘度 = 103 Pa s：定壓比熱容 =℃ ， 熱導(dǎo)率 =，粘度循環(huán)水在 34℃ 下的物性數(shù)據(jù)：密度 = ㎏ /m3， 定壓比熱容 =℃ ， 熱導(dǎo)率 =℃ 。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 換熱器熱設(shè)計(jì) 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換熱器強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及圖紙 Ⅰ 摘 要 螺旋板式換熱器是以螺旋體為換熱元件的高效換熱設(shè)備，在化工、石油、輕工等許多工業(yè)部門有著廣泛應(yīng)用。它分為可拆和不可拆兩種結(jié)構(gòu)形式，螺旋體用兩張平行的鋼板卷制而成，具有使介質(zhì)通過的螺旋通道。 本設(shè)計(jì)參照《不可拆螺旋板式換熱器型式與基本參數(shù)》和 GB15098《鋼制壓力容器》進(jìn)行螺旋體的幾何設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算以及螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用的常規(guī)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的不 可拆螺旋板式換熱器，實(shí)現(xiàn)了氣 液流體在兩螺旋通道內(nèi)的全逆流低溫差換熱。并在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)采用增加定距柱數(shù)目的方法提高了螺旋體的強(qiáng)度和高度，從而提高了整個(gè)設(shè)備的承壓能力。 關(guān)鍵詞： 螺旋板式換熱器；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；強(qiáng)度計(jì)算；螺旋體 Abstract Spiral plate heat exchanger is based on helical body heat exchanger ponents for the efficient heat transfer equipment, the chemical industry, petroleum, light industry and many other industrial sectors have wider application. It is not dismantled and demolished two forms, spirochetes with two parallel plates from rolling, possess medium through the spiral channel. The reference design can not be demolished spiral plate heat exchanger types and basic parameters and GB15098 steel pressure vessels The spiral and geometric design and strength calculation spiral plate heat exchanger design of the structure. The conventional design method designed not demolition spiral plate heat exchanger, Implementation of the gasliquid fluid channel in two spiral of the entire current poor low temperature heat exchanger. And the strength calculation used to increase the number of columns from the method improved the spiral body strength and height, thereby increasing the overall capacity confined equipment. Keywords : spiral plate heat exchanger； structural design； strength calculation； spiral 目 錄 中文摘要 ??????????? ???????????????????? ???? Ⅰ 英文摘要 ??????????????????????????????? ???? Ⅱ 第 1 章 緒論 ??????????????????????????????? ? 1 換熱器簡介 ??????????????????????????????? ? 1 換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用 ???????????????????????? 1 換熱器的作用與發(fā)展歷史 ????????????????????????? 3 換熱器的分類 ??? ??????????????????????????? 4 各種換熱器的特點(diǎn) ???????????????????????????? 5 換熱設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì) ??????????????????????????? 6 螺旋板換熱器 ??????????????????????????????? ? 7 螺旋板換熱器的發(fā)展概況 ????????????????????????? 7 螺旋板換熱器的優(yōu)缺點(diǎn) ?????????????????????????? 8 設(shè)計(jì)思路及工作方法 ??????????????????????????? 10 第 2 章 傳熱工藝計(jì)算 ??????????????????????????????? 12 設(shè)計(jì)參數(shù)及任務(wù) ??????????????????????????????? 12 確定設(shè)計(jì)方案 ??????????????????????????????? ? 12 螺旋板換熱器的分類 ??????????????????????????? 12 設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)考慮的問題 ?????????????? ??????????? 14 傳熱量的計(jì)算 ??????????????????????????????? ? 15 傳熱量 Q??????????????????????????????? ? 15 螺旋通道與當(dāng)量直徑 的計(jì)算 ?????????????????????????? 16 雷諾數(shù) Re 與普蘭特準(zhǔn)數(shù) Pr ?????????????????????????? 16 通道傳熱系數(shù) ? 的計(jì)算 ??????????????????????????? 17 總傳熱系數(shù) K ??????????????????????????????? ? 19 對(duì)數(shù)平均溫差 mt? ???????????????????????????? 20 換熱器傳熱面積 ???????????????????????????? 21 螺旋板的有效換熱長度 YL ?????????????????????????? 21 第 3 章 幾何設(shè)計(jì) ??????????????????????????????? 22 螺旋板有效圈數(shù) ??????????????????????????????? 22 螺旋板圈數(shù) ??????????????????????????????? 22 螺旋通道長度 ??????????????????????????????? 22 螺旋體長軸外徑 0D ????????????????????????????? 22 第 4 章 流體壓力降 ??????????????????????????????? 24 第一種計(jì)算壓力降 p? 的方法 ??????????????????????? 24 第二種計(jì)算壓力降 p? 的方法 ??????????????????????? 25 第三種計(jì)算壓力降 p? 的方法 ?? ????????????????????? 26 確定壓力降 ??????????????????????????????? 26 第 5 章 螺旋板的強(qiáng)度與剛度 ??????????????????????? 29 螺旋板的強(qiáng)度計(jì)算 ????????????????????????????? 29 螺旋板的撓度 ??????????????????????????????? 31 第 6 章 螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ????????????????????????? 34 密封結(jié)構(gòu) ??????????????? ??????????????? 34 定距柱尺寸 ????????????????????????????? 35 換熱器外殼 ????????????????????????????? 35 壓力實(shí)驗(yàn) ?????????????????????????????? 35 中心隔板尺寸 ???????????????????????????? 36 中心隔板寬度??????????????????????????? 36 中心隔板厚度???????????????????? ??????? 37 偏心距?????????????????????????????? 37 接管 ???????????????????????????????? 38 法蘭 ???????????????????????????????? 39 鞍座支座選取及安裝位置 ??????????????????????? 39 半圓端板 ?????????????????????????????? 40 第 7 章 螺旋板換熱器的穩(wěn)定性校核 ????????????????????? 41 設(shè)備校核 ?????????????????????????????? 41 鞍座校核 ?????????????????????????????? 42 筒體校核 ?????????????????????????????? 43 殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核 ???????????????????????? 44 第 8 章 螺旋板換熱器的制造簡介 ????????????????????? 46 制造工藝程序 ??????????????????????????????? 46 螺旋板式換熱器制造質(zhì)量的控制 ??????????????????????? 46 螺旋板板材的下料 ??????????????????????????? 46 板材拼接 ??????????????????????????????? 46 焊定距柱 ??????????????????????????????? 46 卷制螺旋體 ?????????????????????????????? 47 ?????????????????????????????? 47 螺旋板換熱器的裝配與試壓 ??????????????????????? 47 第 9 章 總結(jié) ?????????????????????????????????? 49 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????????? 51 致謝 ????????????????????????????????????? 52 延安大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 換熱器簡介 換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用 [1] 在工業(yè)生產(chǎn)中， 為了 實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的設(shè)備，統(tǒng)稱為換熱器 。 換熱器作為通用工藝設(shè)備，在化工、石油、動(dòng)力、原子能、食品、輕工等許多工業(yè)部門有著廣泛的應(yīng)用。出于不同的使用目的和工藝要求，換熱器的形式很多 （如：熱交接器、加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等） 而且仍在不斷發(fā)展?，F(xiàn)在，為了適應(yīng)我國現(xiàn)代化的需要，無論從有關(guān)工業(yè)本身的發(fā)展或從能源的開發(fā)、利用和節(jié)約來看，對(duì)換熱器都提出了更高的要求 ，現(xiàn)在對(duì)于迅速發(fā)展的化工、煉油等工業(yè)生產(chǎn)來說，換熱器尤為重要。 （ 1）換熱器在近代工業(yè)中的應(yīng)用 在化工生產(chǎn)中，換熱氣是主要的工藝設(shè)備之一。例如，在氮肥生產(chǎn)中，氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w要在 500℃ 左右的高溫才能在催化劑的作用下合成氨，而氨與未反應(yīng)的氮、氫氣體的分離，則需要通過冷卻與冷凝的辦法以液體的形式分離出來。這一生產(chǎn)過程中的加熱、冷卻與冷凝就是通過換熱器實(shí)現(xiàn)的。在酒精生產(chǎn)中，酒精精餾塔在操作時(shí)候，原料液需預(yù)熱，釜底液體需要在再沸器中加熱，塔頂產(chǎn)生的蒸氣需冷凝。這一生產(chǎn)過程中的預(yù)熱、加熱和冷凝也都是通過換熱器實(shí)現(xiàn)的。換熱氣在化工行業(yè)中的應(yīng)用是十分廣泛的，各種化工生產(chǎn)工藝幾乎都要甬道它。 在制冷 工業(yè)中