【正文】 蝶形封頭的主要優(yōu)點(diǎn)是便于手工加工成型，且可以安裝現(xiàn)場(chǎng)制造。布置詳圖見裝配圖。? ——系數(shù)，按 hiD? 和 39。39。陳文星，陳士瑋在《換熱 第 1 章 文件綜述 8 器優(yōu)選的灰靶決策法》 [14]一文中， 灰靶理論應(yīng)用到 熱交換器 設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與優(yōu)選中，取得了與采用其 他方法分析一致的結(jié)果，顯示了它的有效性和實(shí)用性。當(dāng)今的化工等生產(chǎn)中的環(huán)境更加惡劣，介質(zhì)的腐蝕、毒性等情況會(huì)更加突出，所以新型材料也不斷的加入 熱交換器 的設(shè)計(jì)制造中。 管箱位于換熱器的兩端，其作用是將管道輸送過來的流體均勻分布到各個(gè)換熱管，把管內(nèi)的流體匯聚在一起并送出熱交換器。正三角形的排列方式能夠在相同的管板上排列最多的管數(shù)，所以用的最普遍，但是管外不便于清洗。進(jìn)出口壓力和溫度由工藝方面的要求來確定。這類熱交換器是目前使用最為廣泛的一種換熱設(shè)備。 前 言 2 因此對(duì)固定管板式熱交換器的研究和設(shè)計(jì)具有很大的意義，也是為了實(shí)現(xiàn)以下目的： 減小設(shè)計(jì)傳熱面積的熱交換器來減小質(zhì)量和體積； 提高現(xiàn) 有 熱交換器 的換熱效率； 使 熱交換器 能夠工作在溫差較低的環(huán)境中； 減小 熱交換器 的流體阻力來減少換熱器的動(dòng)力消耗。最后用 AUTO CAD 進(jìn)行裝配圖和各個(gè)零件圖的繪制，在陳老師的多次審圖之后出正式圖紙。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 摘 要 摘 要 固定管板式熱交換器是管殼式熱交換器的一種典型結(jié)構(gòu)，也是目前應(yīng)用比較廣泛的一種熱交換器。管殼式 熱交換器 是屬于表面式換熱器的一類，是 熱交換器 中使用最廣的一種， 雖然在傳熱效率、結(jié)構(gòu)的緊湊性和單位傳熱面積金屬消耗量等方面不如一些新型的高效緊湊 式熱交換器，但它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、易于制造、適應(yīng)性廣、生產(chǎn)成本低、處理能力大、選用的材料范圍廣、能承受較高的操作壓力和溫度、換熱表面的清潔比較方便。 工業(yè)生產(chǎn)中，由于工作條件、用途、物料特性等不同，出現(xiàn)了各種不同形式和結(jié)構(gòu)的換熱設(shè)備 。設(shè)計(jì)主要包括了管子排列、管子支承結(jié)構(gòu)、管程數(shù)、管長、殼體形式、熱交換器類型、冷熱流體流動(dòng)通道等工藝計(jì)算和殼體、封頭、管板等零部件的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。換熱管常用的材料通常有碳素鋼、銅、銅鎳合金、鋁合金、低合金鋼、不銹鋼、鈦等。同時(shí)也在這個(gè)基礎(chǔ)上考慮管束對(duì)于管板的撓度有約束作用，但忽略對(duì)于管板的轉(zhuǎn)角具有約束作用；管板周邊沒有布管區(qū)域?qū)馨逵袘?yīng)力影響，把管板劃分成為兩個(gè)區(qū)，即靠第 1 章 文件綜述 6 近中央的布管區(qū)和靠近周邊較窄的不布管區(qū)；不同結(jié)構(gòu)形式的熱交換器，管板邊緣處具有不同形式的連接結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體的情況，考慮了殼體、法蘭、管箱、封頭、墊片等元件對(duì)管板邊緣轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的約束作用；管板兼做法蘭時(shí)，法蘭力矩對(duì)管板應(yīng)力的影響。折流板一般采用拉桿和定距管連接在一起 [9]。劉執(zhí)彬、徐勇在《固定管板換熱器傳熱效率影響因素分析》[12]一文中，總結(jié)固定管板換熱器傳熱效率的影響因素有：流動(dòng)路線及防短路設(shè)置、折流板間距、管束在 殼程接管進(jìn)口或出口處的流通面積?！?）） 操作壓力 正常 /最大 MPa（ G） 進(jìn) /出口操作溫度（ ℃ ） 194/ 環(huán)境溫度 （ ℃ ） 壁溫 （ ℃ ） 進(jìn)口管流體流速（ m/s） 主要材料 （推薦） 碳素鋼 碳素鋼 腐蝕速率 （ mm/a） 基本符號(hào) A ——?dú)こ虉A筒的內(nèi)徑橫截面積， 2mm ； dA ——在 布管區(qū)，由于設(shè)置隔板槽和拉桿的需要，而沒被換熱管支承的面積，2mm ； 1A ——管板開孔之后剩下的面積， 2mm ； sA ——圓筒壁金屬的橫截面積， 2mm ； a ——換熱管管壁金屬的橫截面積， 2mm ； 第 2 章 熱力計(jì)算 10 fb ——設(shè)備法蘭的寬度，對(duì)于 c 型連接方式為管板延長部分做法蘭形成的凸緣寬度， mm； 39。? ——系數(shù)，按 siD? 和 39。查 HG/T2061520xx[4]中表 得到DN50 對(duì)應(yīng)接管最小壁厚為 4mm，確定接管壁厚 ?? ，計(jì)算接管內(nèi)徑21 2 60 .3 2 5. 6 49 .1dd ?? ? ? ? ? ?mm。 ? ?2 cit cpD P? ??? ? （ 31） 式中： 計(jì)算壓力 1 .1 1 .0 1 .1 M P acP ? ? ? ； 內(nèi)直徑 800mmiD ? 材料許用應(yīng)力 ? ? 152 MPat? ? 焊縫系數(shù) φ=（采用雙面焊、局部無損探傷） 以上數(shù)值代入式（ 31）得 : 1 . 1 8 0 0 3 . 4 2 m m2 1 5 2 0 . 8 5 1 . 1? ???? ? ? 按 GB15020xx[3]碳素鋼或低合金鋼容器的最小厚度不小于 3mm，該厚度值不包括 鋼 板 負(fù)偏差 1 2mmC? 和腐蝕裕度 2 2mmC ? 即 8mm? ?e ， 符合 GB15120xx[2] 第 3 章 強(qiáng)度計(jì)算 26 厚度標(biāo)準(zhǔn) 殼程圓筒的液壓試驗(yàn)及壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核。故本次設(shè)計(jì)采用 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 ，根據(jù)工作條件選擇 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 材料為 15CrMoR（正火加回火）鋼板。臥式容器支座又可分為鞍式支座、圈式支座和支腿式支座，尤以鞍式支座使用最為廣泛。 根據(jù)任務(wù)書回流液走管程，原油走殼程。fiD? 查 GB15120xx[2]圖 25； fD ——設(shè)備法蘭上的外徑，對(duì)于 c 型連接方式為管板延長部分做法蘭形成的凸緣外直徑， mm； iD ——換熱器中的殼程圓筒以及管箱圓筒的內(nèi)直徑， mm； tD ——換熱器管板上的布管區(qū)當(dāng)量直徑， mm； d ——換熱器里換熱管擁有的外徑， mm； 39。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)階躍情況下冷凝器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，獲得了冷凝器的動(dòng)態(tài)特性，冷凝器的動(dòng)態(tài)特性是冷凝器動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)和編制系統(tǒng)控制規(guī)律的基礎(chǔ)。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。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度或管數(shù)的方法。將管程和殼程的流體分開，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。 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》 。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。然后便開始了工藝計(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。 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(jiǎn)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(hào) ........................................................................... 9 原始數(shù)據(jù)表 ............................................................................... 9 基本符號(hào) ................................................................................... 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 ............................................................. 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 ..