【正文】 數(shù)； pM ——熱交換器管程在操作工況下所擁有的法蘭力矩，按 GB15020xx[3]規(guī)定，取其計(jì)算壓力是 tp ， Nmm? ； 中國石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 n ——熱交換器中換熱管的數(shù)量； aP ——熱交換器有效壓力的組合， MPa； bP ——熱交換器邊界效應(yīng)上的壓力組合， MPa； cP ——熱交換器當(dāng)量壓力的組合， MPa； sP ——熱交換器殼程上的設(shè)計(jì)壓力， MPa； tP ——熱交換器管程上的設(shè)計(jì)壓力， MPa； q ——換熱管與管板連接時(shí)的拉脫力， MPa； ??q ——熱交換器許用拉脫應(yīng)力， MPa； ot ——設(shè)備制造的環(huán)境溫度，℃； st ——熱交換器殼程圓筒沿長度的平均金屬溫度，℃； t ——熱交換器換熱管沿長度的平均金屬溫度，℃； ?——熱交換器管板邊緣上的剪切系數(shù)； Y ——系數(shù)，見 GB15020xx[3]，按 fiK D D? 查??； s? ——熱交換器殼程圓筒上的材料隨溫度的線性膨脹系數(shù)； t? ——換熱管換熱管上的材料隨溫度的線性膨脹系數(shù)； ? ——系數(shù)； ? ——?dú)こ虉A筒與換熱管的熱膨脹變形差； ? ——管板的計(jì)算厚度， mm； 39。39。C ——系數(shù)，按 /siD? 和 39?！?/W) 物性 μ（ kg/(m劉維亭，張冰，朱志宇在《主冷凝器模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 [18]一文中，從主冷凝器的特性出發(fā)，對真空－凝水過冷度控制系統(tǒng)進(jìn)行了 深入地研究，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)模型及實(shí)現(xiàn)方法。王偉，商玉坤，王立剛在《焦化廠粗煤氣冷卻用固定管板式換熱器改進(jìn)》 [15]提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上 的改進(jìn)和制造過程中的幾個(gè)問題。并建議，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)參數(shù)（介質(zhì)流速、壓力降等）依據(jù)伯努利方程確定介質(zhì)在換熱器內(nèi)的流速，再以此流速來設(shè)計(jì)折流板弓高和間距。 熱交換器的優(yōu)化 熱交換器 的優(yōu)化升級是重要的研究方向。同時(shí)也常會有通過改變殼程擋板結(jié)構(gòu)、改變管束支承結(jié)構(gòu)等方法來減少或者消除殼程的流動(dòng)和傳熱的滯留死區(qū)，從而使換熱面積能夠得到充分得利用，達(dá)到殼程強(qiáng)化傳熱的效果 [10]。我國十分重視傳熱強(qiáng)化和熱能的回收利用這些方面的研究和開發(fā)工作，開發(fā)了適用于不同的工業(yè)生產(chǎn)過程要 求的高效 熱交換 設(shè)備來提高經(jīng)濟(jì)效益，并且取得了豐碩的成果。 其他零部件可根據(jù)需求來設(shè)定或者選用，如折流桿、防短路結(jié)構(gòu)（擋管、旁路擋板、中間擋板）、防沖板、支座、靜電接地板、銘牌 等。在臥式熱交換器中，折流板的還有支承作用。主要有采用強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊、脹焊并用的方法 [8]。 管程是在管內(nèi)流動(dòng)著的流體從一端流到另一端，在管殼式熱交換器中，最簡單的是單管程的熱交換器。管板的設(shè)計(jì)思路包括管板的彈性分析、危險(xiǎn)工況、管板應(yīng)力校核、管板應(yīng)力 調(diào)整。而且，在開車和停車的時(shí)候，由于厚管板的溫度變化較慢，換熱管壁厚薄，溫度變化較快，所以在換熱管和管板的連接處會產(chǎn)生出較大的熱應(yīng)力，大的熱應(yīng)力往往會導(dǎo)致?lián)Q熱管和管板連接的地方發(fā)生破壞。當(dāng)流體的腐蝕性較強(qiáng)時(shí)，管板應(yīng)采用耐腐蝕材料，如不銹鋼鈦、鋁、銅、等。 管板是管殼式熱交換 器里面最重要的零部件之一，其作用是排布換熱管。除此之外，也能夠用一些非金屬材料，如陶瓷、石墨、聚四氟乙烯等。據(jù)簡單的估算，將同直徑熱交換器的換熱管尺寸由 φ25mm改為 φ19mm，傳熱面積便可以增加 40% 左右，同時(shí)節(jié)約20% 以 上的 金屬。 中國石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 在管程結(jié)構(gòu)當(dāng)中，換熱管占了整個(gè)熱交換器的大部分重量，換熱管除了光管之外還能采用各式各樣的強(qiáng)化傳熱管，比如翅片管、螺紋管、螺旋槽管等。設(shè)計(jì)計(jì)算是根據(jù)已知的數(shù)據(jù)來計(jì)算熱交換器的換熱面積，從而來決定這個(gè)熱交換器所需要的結(jié)構(gòu)，可以來選定已有的標(biāo)準(zhǔn)熱交換器；而校核計(jì)算則是對已經(jīng)有的熱交換器進(jìn)行一些運(yùn)行參數(shù)的核定，校核它是否滿足預(yù)定的要求。熱交換器的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的不同可以分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，包括換熱面積的計(jì)算與選型兩方面。這種熱交換器適用于殼側(cè)介質(zhì)比較清潔而且不容易結(jié)構(gòu)并能進(jìn)行清洗，管、殼程兩側(cè)的溫差較小或溫差較大但是殼側(cè)的壓力不高的場合。 根據(jù)管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為固定管板式熱交換器、浮頭式熱交換器、U 形管式熱交換器、填料函式熱交換器和釜式重沸器五類。是為了增加流體在殼程的流速并支承管子，改善傳熱的性能，在筒體內(nèi)間隔安裝多塊折流板（也可以是其他新型的折流元件），用 拉桿和定距管將折流板和管子組裝在一起。在此，主要研究了管殼式固定管板熱交換器。近 20 年來，熱交換設(shè)備在能量的轉(zhuǎn)化、儲藏、回收以及新能源的利用和污染物的治理中有著普遍的應(yīng)用。第三章首先確定了接管法蘭、接管以及 支座的尺寸，然后就分別開始了對殼程圓筒、封頭、管箱法蘭、管板等的選材和強(qiáng)度校核，最后進(jìn)行是否需要膨脹節(jié)和接管補(bǔ)強(qiáng)的判斷，完成了熱交換器的整個(gè)強(qiáng)度計(jì)算及校核。在第二章，通過給定的設(shè)計(jì)要求，首先確定了設(shè)計(jì)方案，即初步選定熱交換器的容器類型、流體的通道、流速、管束的排布方式以及管徑等。在高溫、高壓和大型換熱器中，管殼式熱交換器仍具有絕對優(yōu)勢。熱交換器也是國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極其廣泛的熱交換設(shè)備，隨著現(xiàn)代化的新工藝、新材料、新技術(shù)的開發(fā)和能源危機(jī)的來臨，世界各國都把石 油化工的深度加工和綜合高效利用能源放在了首要的位置，由此可見熱交換器面臨著巨大的挑戰(zhàn)。這些過程與熱量的傳遞有著非常密切的聯(lián)系，都要用熱交換設(shè)備來完成這些過程。 Fixed tube plate。由已經(jīng)給出的數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行熱力計(jì)算，對換熱管根數(shù)和管徑等進(jìn)行選擇，使熱交換器能滿足換熱需求。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘 要 III 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 題目 固定管板式熱交換器的設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 摘 要 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 摘 要 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。再根據(jù) GB15120xx 和 GB15020xx對殼程、管程、管板等零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，包括了材料的選擇、具體尺寸的確定、開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算和一些標(biāo)準(zhǔn)件的選用等，在校核計(jì)算符合要求之后才確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)。 Standards 目 錄 III 目 錄 摘要 ........................................................................................................................ I ABSTRACT ..........................................................................................................II 前言 ....................................................................................................................... 1 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 ............................................................................................... 3 熱交換器介紹 ........................................................................................ 3 固定管板式熱交換器結(jié)構(gòu)簡介 ............................................................ 4 熱交換器的優(yōu)化 .................................................................................... 7 第 2 章 熱力計(jì)算 ............................................................................................... 9 原始數(shù)據(jù)和基本符號 ........................................................................... 9 原始數(shù)據(jù)表 ............................................................................... 9 基本符號 ................................................................................... 9 設(shè)計(jì)方案的確定 ................................................................................ 13 換熱器類型的選擇 ................................................................. 13 冷流體通道選擇 ..................................................................... 13 流速選擇 ................................................................................. 13 設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式 ..................................................................... 13 工藝計(jì)算 ............................................................................................. 14 求原油的流量 ......................................................................... 14 熱流量 ..................................................................................... 14 平均傳熱溫度 ......................................................................... 14 傳熱面積 ................................................................................. 14 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 ..................................................................................... 15 管徑管內(nèi)流速及管長 ................