【正文】 沈陽化工大學學士學位論文 畢業(yè)設計任務書中文摘要 換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的設備，在不同工作條件下對換熱器性能要求不同，它是冷熱流體間傳遞熱量的設備。 本次設計為固定管板式換熱器，固定管板式換熱器主要由管箱、管板、殼體、換熱管、折流板、拉桿、定距管、封頭等組成。固定管板式換熱器由兩端管板和殼體構(gòu)成。由于其結(jié)構(gòu)簡單，運用比較廣泛。固定管板式換熱器管程和殼程中，流過不同溫度的流體，通過熱交換完成換熱。當兩流體的溫度差較大時，為了避免較高的溫差應力，通常在殼程的適當位置上，增加一個補償圈（膨脹節(jié)）。當殼體和管束熱膨脹不同時，補償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補償因溫差應力引起的熱膨脹。在傳熱計算工藝中，包括傳熱面積計算，傳熱量、傳熱系數(shù)的確定和換熱器內(nèi)徑及換熱管型號的選擇，以及傳熱系數(shù)、壓降及壁溫的驗算等問題。在強度計算中主要討論的是筒體、管箱、封頭、管板厚度計算以及折流板、法蘭、墊片和接管、支座、等零部件的設計，還要進行一些強度校核。本設計是按照GB151《管殼式換熱器》和GB150《鋼制壓力容器》設計的。 換熱器在工、農(nóng)業(yè)的各個領(lǐng)域應用十分廣泛，在日常生活中傳熱設備也隨處見，是不可缺少的工藝設備之一。隨著研究的深入，工業(yè)應用取得了令人矚目的成果。關(guān)鍵詞：換熱器；設計；校核；固定管板式AbstractHeat exchanger is the most monly used equipment in industrial production, the requirements of different heat exchanger performance under different working conditions, it is the equipment of heat transfer between cold and hot fluids.The design for the fixed tube plate heat exchanger, fixed tube plate heat exchanger is mainly posed of a tube box, tube plate, shell, heat pipe, baffle plate, rod, tube, head distance etc.. Fixed tube plate heat exchanger by the two ends of tube plate and the shell. Because of its simple structure, more extensive use of. Fixed tube plate heat exchanger tube side and shell, through the fluid of different temperature, through the heat exchange heat. When the two fluid temperature difference is larger, in order to avoid high temperature stress, usually in the shell in the appropriate location, adding a pensation coil (expansion). When the shell and tube heat expansion pensation ring is not at the same time, the slow elastic deformation to pensate for the thermal stress caused by thermal.In the calculation of the heat transfer process, including heat transfer area calculation, heat transfer, the determination of heat transfer coefficient and the heat exchanger tube diameter and the choice of models of the heat exchange, and the heat transfer coefficient, pressure drop and wall temperature calculation etc.. Discussion on the calculation of strength is the design of cylinder, tube box, head, tube plate thickness calculation and the baffle plate, flange, gasket and takeover, support, etc, but also some strength check. This design is in accordance with the design of GB151 《shell and tube type heat exchanger》and GB150 《steel pressure vessel》The heat exchanger is very extensive applications in various fields of industry, agriculture, in the daily life of heat transfer equipment also can see, is one of the indispensable process equipment. With the indepth research, industrial application has achieved the results attract people39。s attention.Keywords: heat exchanger。 design。 check。 fixed tube plate沈陽化工大學學士學位論文 目錄目 錄文獻綜述 1二、傳熱工藝計算 7 原始數(shù)據(jù) 7 定性溫度及確定其物性參數(shù) 7 傳熱量與水蒸汽流量計算 8 有效平均溫差計算 9 管程換熱系數(shù)計算 10 結(jié)構(gòu)的初步設計 12 殼程換熱系數(shù)計算 12 總傳熱系數(shù)計算 14 管壁溫度計算 15 管程壓力降計算 16 殼程壓力降計算 17 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 21 布管方式的選擇 21 筒體內(nèi)徑的確定 22 筒體壁厚的確定 22 筒體水壓試驗 23 封頭厚度的確定 24 25 26 26 27 是否安裝膨脹節(jié)的判定： 42 防沖板尺寸的確定： 42 折流板尺寸的確定： 4各管孔接管及其法蘭的選擇： 43 開孔補強計算： 4支座的選擇及應力校核 49 支座選擇 49 耳座的應力校核 50致謝 53參考文獻 54第十屆結(jié)構(gòu)工程學青年專家研討會摘要：在大型火力發(fā)電廠空氣冷凝支撐設備是一個新的特殊產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。這是一種典型的鋼混泥土垂直混合設備。通過CFD軟件直觀的模擬出這種設備的表面風載荷分布情況。研究了“A”類支撐設備的風壓，研究了不同形式下的防風墻風壓，研究了不同方向角下的風壓。分析了在不同防風墻形式下“A”類支撐設備頂部氣流方向。獲得了防風墻和在不同方向下“A”類支撐設備的任一截面形狀系數(shù)。通過對結(jié)果的分析，獲得了防風墻和最合理的防風墻形式下“A”類形狀設備的形狀系數(shù)?；诮Y(jié)果的分析提出一些建議。關(guān)鍵詞：空氣冷凝器；鋼混泥土垂直混合設備，防風墻，風動數(shù)值模擬。1介紹在設計中結(jié)構(gòu)抗風設計是非常重要的。強烈的颶風往往會使結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)斷裂裂紋。長時間持續(xù)性風的搖擺振動會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)點、支承結(jié)構(gòu)、其它部件的疲勞破壞，這些都對使安全性構(gòu)成威脅。隨著新的技術(shù)和工藝的應用，建筑物變得更加復雜，它們對風更具高靈敏性。在大的火力發(fā)電廠空氣冷凝器支撐設備是一種新的特殊的工業(yè)結(jié)構(gòu)。由于生產(chǎn)的需要，它的體型很特別，它的表面風壓分布很復雜，在其垂直方向上它的質(zhì)量和硬度是不均勻分布的，這是一種典型的鋼筋混凝土垂直結(jié)構(gòu)﹙如圖1﹚。由于工藝需要，防風墻和“A”類支撐設備需要安裝在結(jié)構(gòu)頂部。防風墻的形式會對“A”類支撐設備的頂部氣流方向和冷卻空氣利用率產(chǎn)生一定影響。在中國結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范中沒有關(guān)于空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風參數(shù)的數(shù)據(jù)。目前為止在結(jié)構(gòu)抗風設計中風的很多參數(shù)依舊不得而知，需要對防風墻結(jié)構(gòu)形式作更深入的研究。因此研究空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風載荷和防風墻結(jié)構(gòu)形式非常重要。經(jīng)過四十多年的發(fā)展風工程理論已經(jīng)相當成熟。風洞試驗和計算流體力學（CFD）數(shù)值模擬能夠很好的研究建筑物表面風載荷。盡管在國內(nèi)外有很多關(guān)于其它建筑物風載荷的詳細數(shù)據(jù)，但是關(guān)于空氣冷卻設備風載荷的數(shù)據(jù)卻很少。垂直防風墻上空氣冷卻設備風壓力分布依舊處于研究階段。在本文中用大型CFD軟件分析不同防風墻結(jié)構(gòu)形式下1000MW空氣冷卻結(jié)構(gòu)的風動數(shù)值模擬，防風墻的風壓分布和不同防風墻形式下“A”類結(jié)構(gòu)依舊還需要研究。2 風動數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)原型1000MW空氣冷凝支撐設備是一種典型的鋼筋混凝土垂直混合設備（見圖2）。防風墻，“A”類支撐設備和直徑80米的風扇安裝在鋼桁架的頂端?！癆”類支撐設備的高度是14米。要對垂直防風墻，彎曲其高度三分之一的防風墻，彎曲其高度二分之一的防風墻分別進行研究?！癆”類支撐設備從左到右依次為M1到M20﹙見圖3﹚。在逆時針方向上垂直防風墻被標注為A,B,C,D和彎曲防風墻被標注為A，B1，B2，C，D1,D2。由于結(jié)構(gòu)對稱，在逆時針方向上風方向角分別為0176。,45176。和90176。，角度間隔為45176。﹙見圖4﹚。根據(jù)三種不同的防風墻形式和和三種不同的風方向角得到九種模擬條件﹙見表1﹚。 模型排列2．3模型和計算理論2．3．1機構(gòu)模型 整個1000MW空氣冷凝設備的維度模擬是用流暢軟件建立的，這個圓筒是通過模擬1．9米半徑和47．8米高的圓柱得到的。通過相同的通風率，桁架是為了獲得良好的網(wǎng)格而被簡化。由于其結(jié)構(gòu)復雜，它被模擬成一個有孔的長方體，它的X，Y，Z尺寸分別為116．1米，95．8米，1米。由于風扇葉片的阻力，風扇做成3．5米的半徑圓。典型的支撐結(jié)構(gòu)被模擬成1米厚的長方體和它的頂部被模擬成1．8米的半徑缸。根據(jù)40%通風率和由于其空隙很窄，空氣冷凝片常被模擬成有一些狹長孔的長方體。垂直防風墻被模擬成一個長方體和彎曲防風墻被模擬成兩個長方體。 ．2計算字段和網(wǎng)格 根據(jù)幾何模型，其計算字段被模擬成一個長方形平行六面體，它在X，Y，Z軸的數(shù)值分別為1300米，1800米和420米。該模型被放置在流動方向三分之一處，﹪到3%，它滿足圓周運動場需求。 該模型分為非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)，它的表面和流場的邊面接口被分散成若干三角單位，網(wǎng)格尺寸從最小按照增加率由最近到最遠距離依次增加，其表面網(wǎng)格密度最低。最小網(wǎng)格尺寸是1．5米。所有網(wǎng)格數(shù)有十萬之多。在圖5和圖6中分別表示的是在0176。方向角和防風墻彎曲三分之一高度及計算網(wǎng)格下的模型。 2．3．3邊界條件 入口邊界條件就是計算字段。計算字段的氣流入口表面被認為是用來模擬大氣邊界層速度剖面的速度入口。速度隨著高度而發(fā)生變化，變化函數(shù)如下