【正文】 化工與材料學(xué)院 09級本科生化工機械設(shè)備課程設(shè)計 I 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 課程設(shè)計任務(wù)書 2021～ 2021 學(xué)年第 2 學(xué)期 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作部門： 一、課程設(shè)計題目 管殼式換熱器的設(shè)計 二、課程設(shè)計內(nèi)容 1．管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 包括：管子數(shù) n，管子排列方式，管間距的確定，殼體尺寸計算，換熱器封頭選擇，容器法蘭的選擇，管板尺寸確定塔盤結(jié)構(gòu)，人孔數(shù)量及位置，儀表接管選擇、工藝接管管徑計算等等。 2. 殼體及封頭壁厚計算及其強度、穩(wěn)定性校核 （ 1）根據(jù)設(shè)計壓力初定壁厚； （ 2）確定管板結(jié)構(gòu)、 尺寸及拉脫力、溫差應(yīng)力； （ 3）計算是否安裝膨脹節(jié)； （ 4）確定殼體的壁厚、封頭的選擇及壁厚，并進(jìn)行強度和穩(wěn)定性校核。 3. 筒體和支座水壓試驗應(yīng)力校核 4. 支座結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校核 包括：裙座體（采用裙座）、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓 5. 換熱器各主要組成部分選材，參數(shù)確定。 6. 編寫設(shè)計說明書一份 7. 繪制 2 號裝配圖一張， Auto CAD 繪 3 號圖一張（塔設(shè)備的）。 三、設(shè)計條件 （ 1）氣體工作壓力 管程：半水煤氣（ ； MPa； ； MPa ； MPa） 殼程：變換氣 （ ； MPa； ； MPa ； MPa） （ 2）殼、管壁溫差 50℃， tt＞ ts 殼程介質(zhì)溫度為 320450℃，管程介質(zhì)溫度為 280420℃。 （ 3）由工藝計算求得換熱面積為 120m2，每組增加 10 m2。 化工與材料學(xué)院 09級本科生化工機械設(shè)備課程設(shè)計 II （ 4）殼體與封頭材料在低合金高強度剛中間選用，并查出其參數(shù)，接管及其他數(shù)據(jù)根據(jù)表71 716 選用。 （ 5）殼體與支座對接焊接，塔體焊接接頭系數(shù)Φ = （ 6）圖紙：參考圖 752，注 意：尺寸需根據(jù)自己的設(shè)計的尺寸標(biāo)注。 四、進(jìn)度安排 制圖地點： 暫定 CC405 時間安排：從第 7 周（ 2021 年 3 月 31 日）至第 10 周（ 2021 年 4 月 20 日） 序號 內(nèi) 容 主講人 時 間 聽課班級 1 化工設(shè)備設(shè)計的基 本知識 唐小勇 4 月 9 日 星期一、三、五上午 09 化工 1， 2 4 月 11 日 09 化工 1， 2 4 月 13 日 09 化工 1， 2 2 管殼式換熱器的設(shè) 計計算 唐小勇 4 月 9 日 13 日 上午： 8：3011： 30 下午 14：0017： 30 09 化工 1， 2 3 管殼式換熱器結(jié)構(gòu) 設(shè)計 唐小勇 4 月 16 日 上午： 8：3011： 30 下午 14：0017： 30 09 化工 1， 2 4 月 17 日 09 化工 1， 2 4 管殼式換熱器設(shè)計 制圖 唐小勇 4 月 17 日 上午： 8：3011： 30 下午 14：0017： 30 09 化工 1， 2 4 月 18 日 09 化工 1， 2 4 月 19 日 09 化工 1， 2 5 設(shè)計說明書的撰寫 唐小勇 4 月 9 日 18 日 上午： 8：3011： 30 09 化工 1， 2 09 化工 1， 2 09 化工 1， 2 6 答辯 唐小勇 4 月 20 日 上午： 8： 30 09 化工 1 下午 14： 30 09 化工 2 五、基本要求 ，獨立完成塔設(shè)備的機械設(shè)計； ， 2 號圖紙一律采用徒手繪制； 、圖板、丁字尺；學(xué)生自備圖紙、橡皮與鉛筆； ，將圖紙按照統(tǒng)一要求折疊，同設(shè)計說明書統(tǒng)一在答辯那一天早上 8： 30 前，由班長負(fù)責(zé)統(tǒng)一交到 HF508。 、圖紙、平時表現(xiàn)及答辯綜合評分。 化工與材料學(xué)院 09級本科生化工機械設(shè)備課程設(shè)計 III 六、說明書的內(nèi)容 （ 1）設(shè)計條件； （ 2）設(shè)計依據(jù)； （ 3）設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述。 （ 1）選擇材料的原則； （ 2）確定各零、部件的材質(zhì)； （ 3）確定焊接材料。 （ 1）換熱器裝配圖 （ 2）確定支座、接管、人孔、控制點接口及附件、內(nèi)部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示； （ 3）標(biāo)注形位尺寸。 （ 4）寫出圖紙上的技術(shù)要求、技術(shù)特性表、接管表、標(biāo)題明細(xì)表等 、封頭壁厚設(shè)計 （ 1）筒體、封頭及支座壁厚設(shè)計； （ 2）焊接接頭設(shè)計； （ 3）壓力試驗驗算； 、部件選擇及補強計算： （ 1）接管及法蘭選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖統(tǒng)一編制表格。內(nèi)容包括：代號， PN,DN,法蘭密封面形式，法蘭標(biāo)記，用途）。補強計算。 （ 2）人孔選擇： PN,DN,標(biāo)記或代號。補強計算。 （ 3）其它標(biāo)準(zhǔn)件選擇。 ：對自己所做的設(shè)計進(jìn)行小結(jié)與評價，經(jīng)驗與收獲。 。 【格式要求】： ； ； ； 、內(nèi)容、頁碼； 。 如果裝配圖中有修改，在說明書中要注明變更； ，字跡清晰，層次分明； ，均采用 A4 紙，裝訂成冊。 七、主要參考資料 1. 《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 .化學(xué)工業(yè)出版 . 2.《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》第五版 刁與瑋 王立業(yè) 編著 ； 3. 《化工單元過程與設(shè)備設(shè)計》匡國柱 史啟才 主編； 4.《化工制圖》華東化工學(xué)院制圖教研室編 人民教育出版社 1980； 5.《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》參考資料； 6.《鋼制壓力容器》 GB1501998； 化工與材料學(xué)院 09級本科生化工機械設(shè)備課程設(shè)計 IV 7.《鋼制塔式容器》 JB47101992； 8. GB1511999 《管殼式換熱器》 1999 年； 9.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 1999 年。 教研室主任簽名： 年 月 日 化工與材料學(xué)院 09級本科生化工機械設(shè)備課程設(shè)計 I 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 摘 要 課程設(shè)計理論是學(xué)生理論聯(lián)系實際的一次很好的機會，本次實驗就管殼式換熱器進(jìn)行一次課程設(shè)計，掌握并了解在工業(yè)生產(chǎn)中節(jié)能、高效、環(huán)保等概念。 換熱設(shè)備在煉油、石油化工以及在其他工業(yè)中使用廣泛，它適用于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個方面。 其中，管殼式換熱器雖然在換熱效率、設(shè)備的體 積和金屬材料的消耗量等方面不如其他新型的換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅固、彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)點，所以在各工程中仍得到普遍使用。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是為了保證換熱器的質(zhì)量和運行壽命，必須考慮很多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體性質(zhì)以及檢修與清理等等來選擇某一種合適的結(jié)構(gòu)形式。 對同一種形式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的結(jié)構(gòu)亦不相同。在工程設(shè)計中，除盡量選用定型系列產(chǎn)品外，也常按其特定的條件進(jìn)行設(shè)計，以滿足工藝上的需要（得到適合工況下最合理最有效也最經(jīng)濟的便于生產(chǎn) 制造的換熱器等等）。 關(guān)鍵詞： 管殼式換熱器課程設(shè)計 管殼式換熱器使用范圍 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 化工與材料學(xué)院 09級本科生化工機械設(shè)備課程設(shè)計 II Structure design of shellandtube heat exchanger Abstract Student in course design theory is a good opportunity of integrating theory with practice,this experim ent on the course design of shellandtube heat exchanger, industrial production, mastering and understanding concepts such as energy conservation, effciency, environmental protection. Heat exchanger in oil refining, petrochemical, and widely used in other industries, it is suitable for cooling, heating, evaporation and condensation, heat recovery, and various other aspects. Among them, shellandtube heat exchanger in the heat transfer efficiency, size of equipment and metal consumption than other new type of heatexchange equipment, but it has a strong structure, flexibility, high reliability, widely used and so on, so the project is still being widely used. Structure design of shellandtube heat exchanger, is to ensure that the heat exchanger and the quality of life, you must consider many factors, such as material, pressure, temperature and wall temperature