【正文】 ............................................. 15 管程數(shù)和傳熱管數(shù) ................................................................. 15 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) ................................................. 15 傳熱管排列和分程方法 ......................................................... 16 殼體內(nèi)徑 ................................................................................. 16 折流板 ..................................................................................... 16 接管 ......................................................................................... 17 其他附件 ................................................................................. 17 換熱器核算 ......................................................................................... 17 熱流量核算 ............................................................................. 17 目 錄 IV 熱流量核算 .............................................................................. 17 壁溫計(jì)算 .................................................................................. 20 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 ...................................................... 20 第 3 章 強(qiáng)度計(jì)算 ............................................................................................. 22 基本零部件 ......................................................................................... 22 接管法蘭 .................................................................................. 22 接管 .......................................................................................... 23 支座 .......................................................................................... 23 殼程圓筒 ............................................................................................. 25 管箱 .............................................................................. 25_Toc421193204 封頭 .......................................................................................... 25 管箱法蘭 .................................................................................. 27 管板計(jì)算 ............................................................................................. 32 初始數(shù)據(jù) .................................................................................. 32 面積系數(shù)計(jì)算 .......................................................................... 34 強(qiáng)度影響系數(shù)計(jì)算 .................................................................. 36 膨脹節(jié)設(shè)置判斷 ................................................................................. 41 接管補(bǔ)強(qiáng)判斷 ..................................................................................... 41 第 4 章 結(jié)論 ..................................................................................................... 43 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 44 致謝 ..................................................................................................................... 45 附錄 ..................................................................................................................... 46 熱交換器裝配圖 ......................................................................................... 46 入口管板零件圖 ......................................................................................... 47 出口管板零件圖 ......................................................................................... 48 管箱零件圖 ................................................................................................. 49 鞍式支座零件圖 ......................................................................................... 50 頂絲零件圖 ................................................................................................. 51 吊耳零件圖 ................................................................................................. 52 中國(guó)石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前 言 用于大于等于兩種流體之間、固體和流體之間、固體粒子之間，或有熱接觸但溫度不同的同種流體之間的熱量（或焓）傳遞的裝置，叫做換熱設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量傳遞和交換的設(shè)備。 在化工廠的設(shè)備里，熱交換器的投資占總投資的 10%到 20%；在煉油廠中，約占設(shè)備總投資的 35%到 40%；海水淡化工藝?yán)镄枰玫降难b置幾乎全部是由熱交換設(shè)備組成的。熱交換器的性能對(duì)能源的利用率、產(chǎn)品的質(zhì)量以及整套設(shè)備或者系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性起著至關(guān)重要的作用，有時(shí)候甚至起著決定性作用。管殼式熱交換器主要又分為：固定管板式熱交換器、 U 型管式熱交換器、浮頭式熱交換器等，而固定管板式又是管殼式熱交換器是使用最為廣泛的一種，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管程清洗方便等特點(diǎn)。然后便開(kāi)始了工藝計(jì)算，對(duì)原油的流量、平均傳熱溫度和傳熱面積進(jìn)行計(jì)算。第四章進(jìn)行了對(duì)整個(gè)熱交換器的主要零部件的匯總，得出了設(shè)計(jì)結(jié)論中國(guó)石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 熱交換器介紹 換熱設(shè)備是用于兩種及其以上的流體之間、一種流體和一種固體之間、固體粒子之間或有熱接觸且具有不同溫度的同種流體間的熱量（或焓）傳遞的裝置。 工業(yè)生產(chǎn)中，熱交換設(shè)備的主要作用是讓熱量（或焓）由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體的溫度達(dá)到工藝過(guò)程中規(guī)定的指標(biāo)，從而滿(mǎn)足工藝過(guò)程的需要。管殼式熱交換器屬于間壁式熱交換器（又稱(chēng)表面式熱交換器），它是利用間壁將需要交換的冷熱兩種流體隔開(kāi)，互不接觸，熱量從熱流體通過(guò)間壁傳遞給冷流體的一種熱交換器。換熱器的殼體和兩側(cè)的端蓋上（偶數(shù)管程則是一側(cè)）裝有流體的進(jìn)出口，也有根據(jù)要求在其上裝設(shè)檢查孔，為安置測(cè)量?jī)x表用的接口管、排氣孔和排液空等。在本設(shè)計(jì)論文中是對(duì)固 第 1 章 文件綜述 4 定管板式熱交換器的設(shè)計(jì)計(jì)算，則著重介紹固定管板式熱交換器。 在管殼式熱交換器的基本設(shè)計(jì)方法中，要在滿(mǎn)足工藝過(guò)程要求的前提下，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。一般情況下已知冷流體和熱流體的物性和處理量。 熱交換器的各零部件的設(shè)計(jì)和選擇依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是 GB15120xx[2]《 熱交換器》 。當(dāng)管內(nèi)外兩側(cè)的給熱系數(shù)較大的時(shí)候，翅片管的翅片布置應(yīng)在給熱系數(shù)較低的一側(cè)。但小管徑的流體有較大阻力，且不方便清洗，容易結(jié)垢堵塞。換熱管的排列方式主要有正方形、轉(zhuǎn)角正三角形、正三角形、轉(zhuǎn)角正方形等。將管程和殼程的流體分開(kāi)，避免冷熱流體的混合，同時(shí)受到管程、殼程的壓力和溫度的作用。對(duì)于厚度較大的管板，為達(dá)到降低造價(jià)，工程上常采用鈦 +鋼、不銹鋼 +鋼、鈦 +鋼等復(fù)合板，或堆焊襯里。因此，在滿(mǎn)足強(qiáng)度的要求下，應(yīng)盡量減少管板的厚度?？傮w下來(lái)，管板的計(jì)算非常復(fù)雜，手算的工作量很大，目前我國(guó)已開(kāi)發(fā)出過(guò)程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算的軟件，比如 SW6，在實(shí)際工程計(jì)算中運(yùn)用軟件計(jì)算便會(huì)大大縮短設(shè)計(jì)計(jì)算的工作量 [7]。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，需要增加換熱面積的時(shí)候，可采用增加換熱管的長(zhǎng)度或管數(shù)的方法。 在殼程結(jié)構(gòu)中主要由殼體、折流板或折流桿、拉桿、防沖擋板、縱向隔板、防短路結(jié)構(gòu)等元件組成。折流板一般是等間距布置，管束兩端的折流板應(yīng)放置在靠近殼程進(jìn)出口接管。 上述基本設(shè)計(jì)主要在工程設(shè)計(jì)中用到的為主，當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)不斷發(fā)展和進(jìn)步的社會(huì)，能源和資源的緊缺讓人們不得不努力開(kāi)發(fā)新型的 熱交換器 ，研究新型的高效的 熱交換器 元件，各工業(yè)部門(mén)都在努力發(fā)展大容量、高性能的設(shè)備，減少設(shè)備的投資和使用費(fèi)用。其中，傳熱強(qiáng)化和節(jié)能技術(shù)是 熱交換技術(shù) 研究的主體方向。 總之，在這個(gè)能源緊缺的時(shí)代，對(duì)熱量的充分利用顯得尤為重要。祁飛，劉國(guó)振，賈曉艷在《固定管板式換熱器熱處理有關(guān)問(wèn)題的探討》 [11]一文中分析道，設(shè)備是否進(jìn)行焊后熱處理選用哪種熱處理，應(yīng)首先分析其熱處理的目的，充分理解標(biāo)準(zhǔn)中含義，再做出正確的選擇，從而才能設(shè)計(jì)且制造出合格產(chǎn)品。周蕾在《固定管板式換熱器的研究與優(yōu)化》 [13]中，對(duì)固定管板式 熱交換器 的固定管板厚度隨工作壓力 (殼程與管程壓力 )改變的變化情況和不同 熱交換器 公稱(chēng)直徑條件下的管板布管情況進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，采用線性加權(quán)法對(duì)固定管板式 熱交換器 的整體進(jìn)行了優(yōu)化。王武超，趙競(jìng)?cè)凇独淠鲃?dòng)態(tài)性能仿真研究》 [16]一文中應(yīng)用移動(dòng)邊界法（ MB)對(duì)冷凝器建立了動(dòng)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型，模型體現(xiàn)了冷凝器內(nèi)各個(gè)相區(qū)長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化，模型最終可以化為常微分線性方程組的形式，在求解上更為方便且兼顧了仿真的效率和精度，模型可提供冷凝器詳細(xì)的性能參數(shù)；研究 了在系統(tǒng)不同的控制參數(shù)