【正文】 偏心力臂。 鉤圈。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，了解了很多關(guān)于換熱器的知識(shí)，如換熱器的選型，換熱器結(jié)構(gòu)和尺寸的確定，以及計(jì)算換熱器的傳熱面積和流體阻力等等。 地腳螺栓和墊鐵，螺母與底板間應(yīng)留有1～3㎜的間隙。 殼體的縱環(huán)焊縫殼體的材料為16MnR，其可焊性較好。，則其管端外表面也應(yīng)除銹，而且因?yàn)椴捎煤附臃椒?，則管端清理長(zhǎng)度應(yīng)不小于管外徑，且不小于25mm。依據(jù)換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)P144接管無(wú)補(bǔ)強(qiáng)圈，故應(yīng)按下式計(jì)算：式中：——?dú)こ探庸芪恢米钚〕叽纾琺m； ——補(bǔ)強(qiáng)圈外邊緣至管板與殼體連接焊縫之間的距離，計(jì)算中，取（S為殼體厚度，mm），且； ——接管外直徑，mm； ——管板厚度，mm。）；；——球冠形封頭的計(jì)算厚度，mm；——球冠形封頭的名義厚度，mm；——封頭材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，Mpa；——焊接接頭系數(shù)。=10mm計(jì)算過(guò)程如下：，查得； 拉桿與定距管 拉桿的結(jié)構(gòu)形式常用拉桿的形式有兩種：（1） 拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑大于或等于19mm的管束，（按GB1511999表45規(guī)定）；（2） 拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑小于或等于14mm的管束，；（3） 當(dāng)管板比較薄時(shí)，也可采用其他的連接結(jié)構(gòu)。 管板設(shè)計(jì) 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一，用來(lái)排布換熱管，將管程和殼程的流體分隔開(kāi)來(lái)，避免冷、熱流體混合，并同時(shí)受管程、殼程壓力和溫度的作用。查GB1511999 ，換熱管的中心距S=32mm，分程隔板槽兩側(cè)相鄰管的中心距為44mm；同時(shí)，由于換熱管管間需要進(jìn)行機(jī)械清洗，故相鄰兩管間的凈空距離（Sd）不宜小于6mm。選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，故，且同上，則計(jì)算厚度為：；設(shè)計(jì)厚度；名義厚度（為向上圓整量）； 經(jīng)檢查，沒(méi)有變化，故合適?！妫?； ——污垢熱阻，㎡ 校核平均溫差與平均溫差有關(guān)參數(shù)的計(jì)算如下： ；根據(jù)R、P值，查溫度校正系數(shù)圖（即《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》第二版匡國(guó)柱P48圖39）可得溫度校正系數(shù)，因此有效平均溫度差為： 。7　 流量小而粘度大的液體走殼程，因?yàn)闅こ虄?nèi)流體在折流板作用下，流通截面和方向均不斷變化，在較低雷洛數(shù)下就可以達(dá)到湍流，有利于提高傳熱系數(shù)。工藝設(shè)計(jì)中包括了熱力設(shè)計(jì)以及流動(dòng)設(shè)計(jì)，其具體運(yùn)算如下所述： 設(shè)計(jì)條件表21 常二線與原油的操作參數(shù)原 油常 二 線設(shè)計(jì)壓力（Mpa）進(jìn)口溫度（176。在操作上要根據(jù)季節(jié)氣候的變化調(diào)節(jié)空氣用量。（2）、熱水加熱。（2）、結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧牢固。為提高傳熱系數(shù)，可在容器內(nèi)安裝攪拌器，為彌補(bǔ)傳熱面的不足，也可在容器內(nèi)安裝蛇管。但是殼程清洗和檢修困難，因此要求殼程流體必須是潔凈而不易結(jié)垢的物料。這種設(shè)備常放置在室外空氣流通處，冷卻水在空氣中汽化時(shí)可帶走部分熱量，提高了冷卻效果。（三）、按換熱器所用材料分類金屬材料換熱器金屬材料換熱器由金屬材料制成，常用的金屬材料有碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅、鋁等。冷卻器冷卻器用于冷卻流體至所需的溫度，冷卻過(guò)程中流體無(wú)相變化。換熱器是實(shí)現(xiàn)傳熱過(guò)程的基本設(shè)備。由于流體各部分溫度的不均而形成了密度的差異，使流體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而傳熱，這種過(guò)程稱為自然對(duì)流傳熱?；どa(chǎn)過(guò)程中對(duì)傳熱的要求可分為兩種情況：一是強(qiáng)化傳熱，如各種換熱設(shè)備中的傳熱，要求傳熱速率快，傳熱效果良好；另一種是削弱傳熱，如設(shè)備和管道的保溫，要求傳熱速率慢，以減小熱損失。（1）、熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)又稱導(dǎo)熱。具體的說(shuō)，物體將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?，電磁波的形式在空間傳遞，當(dāng)遇到另一個(gè)能吸收輻射能的物體時(shí)，即被其部分地或全部地吸收而變?yōu)闊崮?。若管程流體在管束內(nèi)只流過(guò)過(guò)一次，則稱為單程管殼式換熱器。在此類換熱器中，冷、熱流體被固體壁面隔開(kāi)，使它們不互相混合，熱量由熱流體通過(guò)壁面?zhèn)鹘o冷流體。、間壁式換熱器的類型按照換熱面的型式，間壁式換熱器主要有管式、板式和翅片式三種類型。若管子過(guò)長(zhǎng)，管中間會(huì)向下彎曲，使環(huán)隙中的流體分布不勻。這種類型換熱器的結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫和高壓的場(chǎng)合。因此在空氣側(cè)加裝翅片，可以強(qiáng)化換熱器的傳熱效果。（3）、適應(yīng)性強(qiáng)，操作范圍廣。特點(diǎn)是加熱溫度高，熱源容易獲得，但溫度不易調(diào)節(jié)，大部分熱量被廢氣帶走，因此在操作過(guò)程中隨時(shí)注意被加熱物料的液位高度、流量和蒸汽產(chǎn)量，做到定期排污。如果冷凝操作需在減壓下進(jìn)行須注意蒸汽中不凝性氣體的排出。k導(dǎo)熱系數(shù)W/（m故。由于，在范圍內(nèi)，且由于管為鋼管即粗糙管，故可采用下面公式求?。? 經(jīng)查《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》P56表131允許的壓力降范圍，可知上述壓力降符合要求。第三章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 在確定換熱器的換熱面積后，應(yīng)進(jìn)行換熱器主體結(jié)構(gòu)以及零部件的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，主要包括殼體和封頭的厚度計(jì)算、材料的選擇、管板厚度的計(jì)算、浮頭蓋和浮頭法蘭厚度的計(jì)算、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，還有主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)（如管箱、殼體、折流板、拉桿等）和主要連接（包括管板與管箱的連接、管子與管板的連接、殼體與管板的連接等），具體計(jì)算如下。 由于管程與殼程出入口公稱直徑均為200mm，按照厚度系列，可選接管的規(guī)格為，接管的材料選為20號(hào)鋼。相對(duì)誤差計(jì)算：； 其中：——各程的平均管數(shù)；——各程中最小或最大的管數(shù)。此時(shí)應(yīng)根據(jù)得到的管板名義厚度，重復(fù)以上步驟，使得管子有效長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于管板厚度。對(duì)于本臺(tái)換熱器拉桿的布置可參照零件圖。 殼程壓力作用下（外壓）浮頭蓋的計(jì)算 （1）球冠形封頭GB1501998第6章“外壓圓筒和外壓球殼”進(jìn)行外壓計(jì)算，即將球冠形封頭當(dāng)作球殼進(jìn)行計(jì)算，具體過(guò)程如下： 假設(shè)，腐蝕裕量，則； ，故； 所以；查GB150可知，此時(shí)許用外壓力為： ，故合適。第四章 換熱器的腐蝕、制造與檢驗(yàn) 換熱器的腐蝕 換熱器腐蝕的主要部位是換熱管、管子與管板連接處、管子與折流板交界處、殼體等。焊縫缺陷的返修，應(yīng)清除缺陷后焊補(bǔ)。它們直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。 維護(hù)；、殼程介質(zhì)的溫度及壓降進(jìn)行監(jiān)督，分析換熱器的泄漏和結(jié)垢情況；在壓降增大和傳熱系數(shù)降低超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和換熱器的結(jié)構(gòu)，選擇有效的方法進(jìn)行清洗；。致謝在整個(gè)大學(xué)期間的一個(gè)極為重要的內(nèi)容—畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。 管子。 設(shè)計(jì)原理。 焊接。所以當(dāng)時(shí)還是虛心請(qǐng)教了各位老師和同學(xué)，得到了耐心和細(xì)致的講解，在此，尤其要感謝我們機(jī)械工程學(xué)院的劉麗芳老師的大力支持，最后、還要感謝機(jī)械工程學(xué)院資料管理處提供的種類齊全的國(guó)標(biāo)。一般浮頭設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，使管束可自由地抽出和裝人。 第六章 換熱器的安裝、試車與維護(hù) 安裝 場(chǎng)地和基礎(chǔ)，在換熱器的兩端留有足夠的空間來(lái)滿足拆裝、維修的需要；。 換熱器水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)的目的是為了檢驗(yàn)換熱器管束單管有否破損，脹口有否松動(dòng)，所有法蘭接口是否嚴(yán)密，而不同管殼式換熱器的水壓試驗(yàn)的順序不一樣，因此在此特別說(shuō)明一下浮頭式換熱器的水壓試驗(yàn)順序：：管束裝入殼體后，在浮頭側(cè)裝入試壓環(huán)，在管箱側(cè)裝試壓法蘭或?qū)⒐芟淦缴w卸下用管箱代替也可以，然后對(duì)殼程試壓，檢查脹口是否泄漏，如果從管板的某個(gè)管口滴水，則該管已經(jīng)破損，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員決定更換新管或堵死；：將浮頭側(cè)試壓環(huán)卸掉，清理凈浮頭封面，將浮頭上好，管箱側(cè)將管箱或平蓋清理?yè)Q墊安裝，然后對(duì)管程加壓，檢查浮頭鉤圈密封及管箱法蘭結(jié)合處有無(wú)泄漏；：安裝殼體封頭，對(duì)殼體加壓，檢查封頭接口有無(wú)泄漏。 換熱器的制造與檢驗(yàn) 總體制造工藝制造工藝：選取換熱設(shè)備的制造材料及牌號(hào)，進(jìn)行材料的化學(xué)成分檢驗(yàn)，機(jī)械性能合格后，對(duì)鋼板進(jìn)行矯形，方法包括手工矯形、機(jī)械矯形及火焰矯形。 支反力計(jì)算如下： 管板的質(zhì)量：； 圓筒的質(zhì)量： ；式中：——是指換熱器中相當(dāng)于圓筒的部分的總長(zhǎng)度，包括了殼體的有效長(zhǎng)度與前后端管箱的短節(jié)部分； ——是指材料的密度，由于殼體與管箱的材料均選用16MnR，故。、管箱法蘭與管箱墊片 （1） 查JB47002000壓力容器法蘭可選固定端的殼體法蘭和管箱法蘭為長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭，凹凸密封面，材料為鍛件20MnMoⅡ，其具體尺寸如下：（單位為mm）表35 DN800長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭尺寸DN法蘭螺柱對(duì)接筒體最小厚度DD1D2D3D4　Hhaa1　　Rd規(guī)格數(shù)量8009609158768668634811535211816261227M242412依據(jù)JB/T47032000 P9表1（2）此時(shí)查JB47002000壓力容器法蘭，根據(jù)設(shè)計(jì)溫度200℃可選擇墊片型式為金屬包墊片，材料為鍍錫薄鋼板包石棉板（見(jiàn)換熱器手冊(cè)P38主要材料），其尺寸為： 表36 管箱墊片尺寸PN(Mpa)DN(mm)外徑D(mm)內(nèi)徑d(mm)墊片厚度反包厚度Ｌ8008658253外頭蓋法蘭與外頭蓋墊片、浮頭墊片（1）外頭蓋法蘭的型式與尺寸、材料均同上殼體法蘭，凹密封面，查JB/T47032000P9表1壓力容器法蘭可知其具體尺寸如下所示：（單位為mm）。 折流板的型式和尺寸此時(shí)選用兩端選用環(huán)形折流板，中間選用單弓形折流板，上下方向排列，這樣可造成液體的劇烈擾動(dòng)，增大傳熱膜系數(shù)。 強(qiáng)度脹接主要適用于設(shè)計(jì)壓力小≤；設(shè)計(jì)溫度≤300℃；操作中無(wú)劇烈振動(dòng)、無(wú)過(guò)大的溫度波動(dòng)及無(wú)明顯應(yīng)力腐蝕等場(chǎng)合。見(jiàn)GBT173952008無(wú)縫鋼管尺寸P11 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 其開(kāi)孔直徑； 強(qiáng)度削弱系數(shù)； 接管有效厚度； 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積： ；①有效寬度：②有效高度：（a）外側(cè)有效高度為：；（b）內(nèi)側(cè)有效高度為： ； 有效補(bǔ)強(qiáng)面積①外頭蓋多余金屬面積： 外頭蓋有效厚度：則多余的金屬面積為：；②接管多余金屬面積： 接管計(jì)算厚度：； 接管多余金屬面積：；③接管區(qū)焊縫面積（焊腳取為4mm）：；④有效補(bǔ)強(qiáng)面積： 由此可知已經(jīng)達(dá)到了補(bǔ)強(qiáng)的目的。 管箱厚度計(jì)算 管箱由兩部分組成：短節(jié)與封頭；且由于前端管箱與后端管箱的形式不同，故此時(shí)將前端管箱和后端管箱的厚度計(jì)算分開(kāi)計(jì)算。其中：； ；式中：——管子排列方法對(duì)壓力降的修正系數(shù)，對(duì)三角形排列。 其計(jì)算過(guò)程如下： ； ，因時(shí)為過(guò)渡流狀態(tài)，故流體處于過(guò)渡流狀態(tài)； ；當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)為過(guò)渡流的時(shí)候，對(duì)流傳熱系數(shù)可先按湍流的公式計(jì)算，然后把計(jì)算結(jié)果乘以校正系數(shù)，即可得到過(guò)渡流下的對(duì)流傳熱膜系數(shù)。3　 壓強(qiáng)高的流體宜走管程，因?yàn)楣軓叫?，耐壓力高，并避免采用耐壓的殼體和密封措施。（4）、經(jīng)常檢查冷熱兩種工作介質(zhì)的進(jìn)出口溫度、壓力變化，發(fā)現(xiàn)溫度、壓力有超限度變化時(shí)，要立即查明原因，消除故障。用水冷卻的優(yōu)點(diǎn)是容易獲得。（2）、由于隔板和翅片都由薄鋁板制成，要求介質(zhì)對(duì)鋁不腐蝕。板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很多，但是基本結(jié)構(gòu)元件相同，即在兩塊平行的薄金屬板間夾入波紋狀或其它形狀的金屬翅片，兩邊以側(cè)條密封，組成一個(gè)換熱基本單元。它是在容器外壁安裝夾套而成，夾套與器壁之間形成的空間為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通路。在管殼式換熱器中，由于管內(nèi)、外流體溫度不同，管束和殼體的溫度也不同，因此它們的熱膨脹程度也有差別。為提高傳熱系數(shù)，可在容器內(nèi)安裝攪拌器。蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器又稱回流式換熱器或蓄熱器。、換熱管的排列方式流體橫向流過(guò)管束時(shí)，由于管與管之間的影響，情況較復(fù)雜。實(shí)際上，傳熱過(guò)程往往不是以某種傳熱方式單獨(dú)出現(xiàn)的，而是兩種或三種傳熱方式的組合。熱傳導(dǎo)不能在真空中進(jìn)行。原油常二線浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一章 換熱器基本知識(shí)、傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用傳熱，即熱量傳遞，是自然界中普遍存在的現(xiàn)象。在氣體中，熱傳導(dǎo)是由分子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)引起的；在大部分液體和不良導(dǎo)體的固體中，熱傳導(dǎo)是由分子的動(dòng)量傳遞所致；在金屬固體中，熱傳導(dǎo)起因于自由電子的運(yùn)動(dòng)，因此良好的導(dǎo)電體也是良好的導(dǎo)熱體。應(yīng)指出，只有在物體的溫度較高時(shí)輻射傳熱才能成為主要的傳熱方式。對(duì)于一定的傳熱任務(wù)，確定換熱器的傳熱面積是設(shè)計(jì)換熱器的核心。該類換熱器傳熱效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于防腐蝕，但是它適用于冷、熱流體允許混合的場(chǎng)合。其缺點(diǎn)是容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低，管外對(duì)流傳熱系數(shù)較小。它與前述幾種換熱器相比，主要優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)挝惑w積所具有的傳熱面積大及傳熱效果好；而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作彈性較大，可用多種材料制造，適用性較強(qiáng)等，尤其在高溫、高壓和大型裝置上多采用管殼式換熱器。內(nèi)浮頭 換熱管 隔板圖610 浮頭式換熱器二、板式換熱器（一）、夾套式換熱器夾套換熱器是最簡(jiǎn)單的板式換熱器。（二）、板翅式換熱器板翅式換熱器是一種更為緊湊、輕巧、高效的換熱器。板翅式換熱器的缺點(diǎn)有：（1）、設(shè)備流導(dǎo)小，故易堵塞，壓強(qiáng)降也較高，且換熱器清洗和檢修很困難，故處理的物料應(yīng)潔凈或需預(yù)先凈制。（1）、水冷卻。（3）、換熱器投產(chǎn)時(shí)，先打開(kāi)冷態(tài)工作液體閥門(mén)和放空閥向其注液，當(dāng)液面達(dá)到規(guī)定液位時(shí)緩慢或分?jǐn)?shù)次開(kāi)啟蒸汽或其它加熱劑閥門(mén)，做到先預(yù)熱后加熱，防止驟冷驟熱損壞換熱器，降低使用壽命。2　 具有腐蝕性的流體宜走管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕，節(jié)約耐腐蝕材料用量，降低成本。所選浮頭式換熱器的規(guī)格參數(shù)以及其工藝計(jì)算常用參數(shù)可參考下表 表23 所選浮頭式換熱器規(guī)格DNPN管長(zhǎng)管程數(shù) 型 號(hào)