【正文】 在做設(shè)計(jì)之前，我們查找了許多換熱器方面的書，我們很清晰地認(rèn)識(shí)了換熱器的結(jié)構(gòu)、制造、安裝以及清洗等方面的知識(shí)，為我們接下來的設(shè)計(jì)做了很好的鋪墊！ 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，許多參數(shù)是沒有直接給出的，需要我們自己動(dòng)手去搜集資料，計(jì)算公式也要根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，因此必須查閱大量的文獻(xiàn)資料與設(shè)計(jì)手冊(cè)，以獲得時(shí)所需的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。折流板圓缺面水平裝配，見下圖。4. 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 筒體的有效厚度 筒體多余金屬面積接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積A2=2h1δetδtfr+2h2(δetδt)fr（焊腳取10mm） 則有那么開孔后不需另行補(bǔ)強(qiáng)了。開孔以后，出削弱器壁的強(qiáng)度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計(jì)必須充分考慮開孔補(bǔ)強(qiáng)問題。對(duì)管板的設(shè)計(jì)，除了滿足強(qiáng)度要求外，同時(shí)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)厚度 名義厚度圓整后可取檢查：時(shí)，、無變化且滿足封頭選型時(shí)的假設(shè)，故取封頭的名義厚度合適。 螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算，首先是根據(jù)連接的類型，連接的裝配情況，載荷狀態(tài)等情況，確定螺栓的受力；然后按相應(yīng)的強(qiáng)度條件計(jì)算螺栓危險(xiǎn)截面的直徑或校核其強(qiáng)度。由JB/T47002000，表2，選用纏繞墊片，種類為特制石棉填充帶；查JB/T47052000，表1，有0Cr13,代號(hào)為5；由JB/T47052000，表4，當(dāng)DN=800mm，PN=，查得D=865,d=825； 由JB/T47052000，圖1，見下圖：圖23 管箱纏繞墊片查GB1501998，表92，查得：墊片系數(shù)m=，比壓力y=69MPa；選管箱墊片與管箱側(cè)墊片一致。 考慮到介質(zhì)腐蝕性相同的原則，且對(duì)于同種材料易于焊接的特性，選擇管箱的材料為16MnR，厚度計(jì)算方法同筒體相同，但由于管程流體的最高工作溫度大于殼程流體的溫度140℃，因此設(shè)計(jì)溫度應(yīng)為t=150℃，此時(shí)16MnR的許用應(yīng)力值為σt=170MPa，因此在此設(shè)計(jì)溫度下，管箱短節(jié)的計(jì)算厚度為：δ1=8002170=考慮到腐蝕余量和最小厚度要求，取名義厚度為δn1=12mm 材料依然選擇16MnR，選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，根據(jù)JB/T473795P3，選擇以內(nèi)徑為基準(zhǔn)，類型代號(hào)為EHA，型式參數(shù)為：Di/2(Hh)=2。?Pc的檢驗(yàn)1 熱流體側(cè)的壁溫tth=TmhK?tm1αi+RSO=903543213419+=℃2 冷流體側(cè)的壁溫ttc=TmcK?tm1α0+Rsi=35+354321587+=℃3 金屬壁的溫度由公式：t0tw1α0+Rso=twti1αi+Rsi代入數(shù)據(jù)得tw=℃第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 ①、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求， ②、設(shè)計(jì)溫度是換熱器在正常工作情況下，設(shè)定的元件金屬溫度，在任何情況下，金屬的表面溫度不得超過材料的允許使用溫度，設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)下可能達(dá)到的最高溫度，本設(shè)計(jì)中，介質(zhì)工作最高溫度為140℃，因此我們?nèi)≡O(shè)計(jì)溫度為t=150℃。綜合以上幾種換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)以及工藝液體介質(zhì)的性質(zhì)因此選用浮頭式換熱器作為雜醇油的冷卻器。本次設(shè)計(jì)的是雜醇油冷卻器，冷卻器操作參數(shù)如下：表21 冷卻器操作參數(shù)循環(huán)水雜醇油設(shè)計(jì)壓力Mpa進(jìn)口溫度℃出口溫度℃流量kg/h出口溫度℃進(jìn)口溫度℃流量kg/hT1=30T2=40100000T3=40T4=14025000由《化工原理》P285，查得：循環(huán)水的定性溫度：Tmc=1/2(30+40)=35℃給出雜醇油液體的定性溫度：Tmh=1/2(140+40)=90℃在定性溫度下，得到流體物性如下表：表22定性溫度下流體物性參數(shù)密度kg/m3比熱容（Kj/kg同時(shí)結(jié)合所選定的材料和工作環(huán)境制定相應(yīng)的焊接工藝。關(guān)鍵詞: 管殼式換熱器 浮頭式換熱器 管板 管箱 管束 校核 浮頭法蘭AbstractHeat exchanger is the transmission of heat fluid to the cold fluid equipment. Heat exchanger is a general equipment, and played an important role in manufacture, which usually used in Chemical, petroleum, power, food and many other industrial sectors, In the chemical production, it can be used as a heater, cooler, evaporator, condenser and reboiler. There are variety of heat exchangers, however, According to the thermal fluid heat, cold exchange principle and different modes, That basically can be divided into three categories: wall type, mixed type and regenerative type. The design consideration of the properties, temperature, pressure and other factors for a given medium, I select tubular heat exchanger and float head heat exchangers According to the standard of the literature GB1501998《Steel pressure vessel》，GB1511999《Shell and tube type heat exchanger》，《heat exchanger design handbook》, I design and check part of the structure and strength of the floating head heat exchanger, in which main ponents including cylinder, head, tube box, hook and loop type floating head and saddle. In this design, I carefully analyzed the stress of dangerous section with the calculation and check, which to ensure the safety in production. At the same time , Combined with the selected materials and the working environment to develop the corresponding welding technology.Key words: Tubular heat exchanger Float head heat exchangers Tube plate Tube box Pipe bundle check Floating head flange 目錄摘要 1Abstract 2第一章 緒論 5第二章 工藝計(jì)算 7 7 8 8 8 9 9 9 10 10 11 11 13?Pi的檢驗(yàn) 13?P0的檢驗(yàn) 14?Pc的檢驗(yàn) 15第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 16 16 16 16 19 19 19 20 20 20 21 22 22 22 23 25 26 32 32 33 42 42 42 44 49 49 50 51 51 51 52 52 55 55參考文獻(xiàn) 62致謝 63第一章 緒論充實(shí)并快樂的時(shí)光總是稍縱即逝！轉(zhuǎn)眼我們已經(jīng)即將畢業(yè)，在此感謝辛勤教導(dǎo)我們的各位老師和領(lǐng)導(dǎo)，祝你們以后的日子里身體康健一切順利！大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校對(duì)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)我們所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合的測(cè)試，是考驗(yàn)我們掌握理論與實(shí)際相結(jié)合設(shè)計(jì)制造的基本思路、方法與內(nèi)容，提高我們?cè)O(shè)計(jì)調(diào)研、文獻(xiàn)查閱、外文翻譯、方案論證、計(jì)算校核、手工繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖及文件編制等基本技能?！妫┱扯萈a根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到設(shè)計(jì)壓力、各液體溫度、介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)同時(shí)兩流體均不發(fā)生相變，確定雜醇油走殼程。 ③、選擇筒體材料 選擇筒體材料必須考慮筒體材料的經(jīng)濟(jì)型，實(shí)用性，以及材料本身的抗腐蝕性和機(jī)械加工性能等許多方面因素，在本設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)方案中已經(jīng)確定筒體材料為16MnR，采用鋼板卷制而成，16MnR鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB6654在設(shè)計(jì)溫度t=150℃時(shí)，查得16MnR的許用應(yīng)力為 δ=616mmσb=510MPaσs=345MPaσt1=170MPa1636mmσb=490MPaσs=325MPaσt1=163MPa2660σb=470MPaσs=305MPaσt1=157MPaδ=PcDi2σt?Pc其中pc——設(shè)計(jì)壓力，MPaDi——?dú)んw內(nèi)徑，mmδ——計(jì)算厚度，mm?——焊接接頭系數(shù)σt——材料在設(shè)計(jì)溫度的許用應(yīng)力，MPa焊接接頭形式焊接接頭系數(shù)?全部無損檢測(cè)局部無損檢測(cè)雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)與雙面焊的全焊透對(duì)接接頭?=1?=單面焊對(duì)接（沿焊接接頭根部全長有緊貼基本金屬墊片）?=?= 對(duì)于此浮頭式換熱器，根據(jù)其筒體內(nèi)直徑的范圍，采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接焊縫面焊，局部無損檢測(cè)，取 ?=，假設(shè) δ=616mm，即 σt1=170MPaδ=8002170=設(shè)計(jì)厚度δd的確定，設(shè)計(jì)厚度是計(jì)算厚度與腐蝕余量C2之和，其中腐蝕余量C2的選擇根據(jù)GB1511999的規(guī)定，其中對(duì)于主要元件腐蝕余量有以下幾條原則：①、管板、浮頭法蘭、球形封頭和浮頭鉤圈兩面應(yīng)考慮腐蝕余量。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成。標(biāo)記：墊片 B51—800— JB/T47052000這種連接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓連接的場(chǎng)合，例如被連接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比較軟（例如用鋁鎂合金制造的殼體），且需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用雙頭螺柱連接。螺栓的其他部分和螺母，墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，通常都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，可按照螺栓螺紋的公稱直徑由標(biāo)準(zhǔn)中選定。 筒體的有效厚度B受內(nèi)壓浮頭法蘭厚度計(jì)算 GB1511999 表47①法蘭力矩a 預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩力臂則b 操作狀態(tài)下的法蘭力矩 查JB/T472192表1浮頭法蘭的厚度，因浮頭法蘭的計(jì)算厚度尚未計(jì)算出，先