畢業(yè)設(shè)計-固定管板式換熱器設(shè)計說明書(存儲版)
【正文】 熱的問題。湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1 湖 南 化 工 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第 1 頁 設(shè) 計 條 件 清潔液體 殼程 管程 （入口 /出口） 殼程 27/50℃ 管程 90/52℃ 殼程 1 管程 1 外 徑 25mm 總長 6000mm 6殼程圓筒 內(nèi)直徑 800mm 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 固定管板換熱器設(shè)計 設(shè)計者： （湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 裝備 0812班） ［ 摘要 ］ 主要設(shè)計的是固定管板換熱器，針對換熱器中所需要的材料，標(biāo)準(zhǔn)零件 ,結(jié)構(gòu)尺寸大小，作了詳細(xì)的分析，從而使換熱器達(dá)到工藝要求。 應(yīng)予指出，熱力學(xué)和傳熱學(xué)既有區(qū)別又有聯(lián)系。熱輻射的特點是：不僅有能量的傳遞，而且還有能量的轉(zhuǎn)移。 與 特點 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，管 式換熱器可分為四種類型，即：管殼式、蛇管式、套管式、翅片管式。噴淋式蛇管換熱器和沉侵式蛇管換熱器相比，具有便于檢修、清洗和傳熱效果較好等優(yōu)點。 （ 4） 翅片管式換熱器 翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)與一般管殼式換熱器結(jié)構(gòu)基本相同，只是用翅片管代替了光管。 管殼式換熱器由管箱、殼體、管束等主要元件構(gòu)成。 因此 選正三角 形排列 換熱器換熱面積與管板布管區(qū)當(dāng)量計算 換熱面積采用多管程結(jié)構(gòu)，利用圖畫法估算出管子根數(shù)及管子分布。 封頭校核 選用的為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭根據(jù)加工和制造即 K 取 1 橢圓形風(fēng)頭的最大允許工作壓力 eiew KDP ???? ][2][ ?? ??? ???? M P aPM P a w ??? 即封頭滿足要求 [1]119 mmn ?? mme ?? h=25mm 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 四、 容器法蘭的設(shè)計與選取 根據(jù) DN=800, PN= 設(shè)計溫度為 C?110 筒 體 及 法 蘭 材 料 為 16MnR GB66541996 查 [1]表 128初選長頸對焊法蘭 選定法蘭公稱壓力 根據(jù)法蘭材料、 容器設(shè)計壓力及操作溫度公稱壓力為 。 綜合上述，各條件都滿足條件，則不必設(shè)置膨脹 節(jié)。 5． 拉桿兩端的螺紋直徑及長度 mmdn 16? mmln 20? [3] 表310 材料 16MnR 選單弓形折流板 L=600mm 厚度 8mm 折D =794mm 管孔直徑為 直徑mm16? 拉桿為 6根 （塊） 9?BN 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 25 七、接管法蘭的選取 根據(jù)工藝要求對換熱器開兩個進口，兩個出口和一個排污口，大小型號一致，接管材料為 20R，接管的外徑為 mm 1． 確定管法蘭的公稱直徑 因管子的外徑為 159mm，查表 [3]134 得公稱直徑為150mm 2. 確定管法蘭的公稱壓力 根據(jù)管道的設(shè)計壓力不得高于設(shè)計溫度下管法蘭的最大允許工作壓力的原則，選擇法蘭材料為 20R 3. 選擇管法蘭及密封的形式 根據(jù)法蘭的公稱直徑和公稱壓力可知合適的法蘭為帶頸平焊法蘭、合適的密封面形式為凹凸面。 [3] 表36 管板厚度50mm 材料為 16Mn 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24 六、 折流板的計算 1． 選擇材料 折流板的材料同筒體材料一樣 16MnR 2． 確定類型 折流板作用是增加管間流速，以提高傳熱效果因選單弓形折流板。 在管子上的 t? 應(yīng)滿足 ttb bt A NQ ][2 ?? ??? ?? = M P at 2 1 61 0 82][2 ???? 所以 ttt ][2?? ? 滿足條件。 封頭厚度計算 橢圓形封頭由半個橢封面和高為 h 的短圓筒，又稱直邊所組成，直邊段的作用是避免筒體與封頭間的環(huán)向連接焊縫處出現(xiàn)邊緣應(yīng)力疊加，以 改善焊縫的受力情況，圓封頭為沖壓成型，則 ? 取 根據(jù)第一強度理論，并考慮焊接接頭系數(shù)等因數(shù)，可得出標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度計算公式為： ? = ? ?ctc PDiKP ??? 封頭設(shè)計溫度： CCCtt w ??????? 209020 C??110 許用應(yīng)力： MPat 170][ ?? P為 則 ? = ? ?ctc PDiP ??? [1] 式116 [1] 表114 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一封頭 K 值均去1。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 2）主要技術(shù) 特性： 一般管殼式換熱器 與其它類型的換熱器比較有以下主要技術(shù)特性： 耐高溫高壓，堅固可靠耐用； 制造應(yīng)用歷史悠久，制造工藝及操作維檢技術(shù)成熟； 選材廣泛，適用范圍大。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。缺點是單位傳熱面金屬消耗量太大，檢修、清洗和拆卸都比較麻煩，在可拆連接處容易造成泄露。對所需傳熱面積不大的場合比較適用，同時，因管子能承受高壓而不易泄漏，常被高壓流體的加熱或冷卻所采用。換熱器在化工生產(chǎn)中，有時作為一個單獨的化工設(shè)備，有時作為某一工藝設(shè)備的組成部分，因此換熱器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用是十分廣泛的。 此外，流體流過固體表面時發(fā)生的對流和熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用的傳熱過程，即是熱由流體傳到固體表面（或反之）的過程，通常稱為對流傳熱。此外，化工設(shè)備的保溫，生產(chǎn)過程中熱能的合理利用以及廢熱的回收利用等都涉及到傳熱的問題，由此可見；傳熱過程普遍的存在于化工生產(chǎn)中，且具有極其重要的作用。對材料，標(biāo)準(zhǔn)零件 ,結(jié)構(gòu)尺寸的要求 ,主要從四個方面考慮：安全性能要求 （強度、韌性、剛度、耐蝕性、密封性）；工藝性要求（生產(chǎn)效率、能耗）；使用性要求（結(jié)構(gòu)、安裝、維修、制造） ；
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