固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-19 13:08本頁(yè)面
【正文】 DN=120mm,查標(biāo)準(zhǔn) HG205931997,確定法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸。管法蘭標(biāo)記：HG205931997 法蘭 RF 20 管箱的選擇與計(jì)算管箱接管位置的最小尺寸： （C≥4S,S 為殼體壁厚）mChf 152370212DL?????圖 36 管程接管位置殼程接管位置的最小尺寸： （C≥4S,S 為殼體壁厚）132m5021CL1 ?????fhd圖 37 殼程接管位置 根據(jù)管程接管到管板的位置最小尺寸為 152mm,可確定管箱的長(zhǎng)度 450mm。 拉桿和定距管的選用拉桿的結(jié)構(gòu)形式有兩種，換熱管大于或等于 19mm 的管束，采用圖 35（a）所示的拉桿定距桿結(jié)構(gòu)，換熱器外徑小于等于 14mm 的管束，采用圖 35（b）所示的點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，當(dāng)管板較薄時(shí)，也可采用其他的結(jié)構(gòu)形式。圖 35（a） 拉桿定距管結(jié)構(gòu)圖 35(b) 電焊結(jié)構(gòu)折流桿換熱器結(jié)構(gòu)較緊湊，折流外圈，內(nèi)徑差值小，在選用 GB 1511999 《管殼式換熱器》所給定的拉桿總截面積的前提下，改變拉桿直徑和數(shù)量，通常的做法是采用較多的拉桿數(shù)量和較小的直徑，但直徑不得小于 10mm，數(shù)量不得小于 4 根。根據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》查表 1617 得：拉桿的數(shù)量為 6 根。拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣，對(duì)大直徑的換熱器，在布管區(qū)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于 3 各支承點(diǎn)。根據(jù)折流板的間距為 600mm,殼體長(zhǎng)度為 ,從而可初步確定折流板的塊數(shù)為 14 個(gè)，可計(jì)算處拉桿長(zhǎng)度為 7800mm。拉桿的連接尺寸按圖 39 和表 38 確定，拉桿長(zhǎng)度按需要而定。圖 39 拉桿連接尺寸結(jié)構(gòu)表 38 拉桿的連接尺寸拉桿直徑 d 拉桿螺紋公稱直徑 dn La Lb b16 16 20 ≥60 換熱器各部件的連接方式 管板與殼體的連接殼體與管板的連接采用焊接形式，隨殼體直徑、承受的壓力及流體的物性變化，所選用的焊接方法也有所不同。延長(zhǎng)部分兼作法蘭連接時(shí)，由于殼體壁厚 mm＜ 12mm，殼程設(shè)計(jì)壓力 P=＜1 MPa 且殼程介質(zhì)為非易燃、非8?n?易爆、非揮發(fā)性、無(wú)毒性，其連接形式如 37 圖所示： 圖 310 管板與殼體的連接 管子與管板的連接管子與管板的連接，在工程生產(chǎn)中主要有強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊接、脹焊結(jié)合等幾種形式。強(qiáng)度焊接目前是換熱管與管板連接應(yīng)用較為廣泛的一種形式。焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗拉脫力強(qiáng)，當(dāng)焊接部分由泄露時(shí)，可補(bǔ)焊，如需要更換換熱管，可采用專用刀具拆卸，比脹接方便。其一般焊接結(jié)構(gòu)如 38 圖所示：圖 311 強(qiáng)度焊結(jié)構(gòu)形式和尺寸表 39 換熱管外伸長(zhǎng)度 管板與容器法蘭的連接固定管板式換熱器的管板兼作法蘭，與管箱法蘭連接型式比較簡(jiǎn)單，除了滿足工藝上的要求，選擇一定密封面型式，按壓力、溫度來(lái)選用法蘭的結(jié)構(gòu)型式。其連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如 39 所示：圖 312 管板夾持結(jié)構(gòu)換熱器規(guī)格（外徑 d壁厚 ）?25換熱管最小伸長(zhǎng)度/ 1l 最小坡口深度/ 3 2總 結(jié) 換熱設(shè)備是實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，也是回收余熱、廢熱，特別是低位熱能的有效裝置。換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器（heat exchanger）。在化工生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。本文主要研究的是固定管板式換熱器，它是換熱設(shè)備的一類。通過(guò)對(duì)換熱器的發(fā)展、分類、材料和運(yùn)用等相關(guān)理論進(jìn)行闡述，進(jìn)而對(duì)換熱器進(jìn)行熱工設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)。固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)流程和作用有了更深刻了解。無(wú)論換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算或是校核計(jì)算，一般均應(yīng)考慮下。（1）首先必須滿足工藝要求。（2）換熱設(shè)備中換熱介質(zhì)參數(shù)（流速、允許壓降、溫度等）的合理選取。在換熱設(shè)備中，介質(zhì)流速高，傳熱系數(shù)大，在熱負(fù)荷一定的情況下，可使傳熱面積減小，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，不僅節(jié)省投資，而且有利于減緩或抑制污垢的形成，但同時(shí)，介質(zhì)流速高，壓降增大，而且介質(zhì)對(duì)傳熱面積的沖蝕加劇，并容易產(chǎn)生流體誘導(dǎo)振動(dòng)破壞等。因此介質(zhì)速度的選取應(yīng)考慮壓降的合理性，盡可能在允許壓降范圍內(nèi)，提高流速，以加大傳熱系數(shù)。（3）合理安排流程，以便獲得較大的傳熱系數(shù)，并使熱、冷流體的流向盡可能接近逆流。（4）換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇主要包括結(jié)構(gòu)形式、尺寸和材質(zhì)等方面。（5）設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意定性尺寸的計(jì)算。在弩塞爾特?cái)?shù)、雷諾數(shù)等的定義式中均有定性尺寸，通常是選取對(duì)流體運(yùn)動(dòng)或傳熱發(fā)生主導(dǎo)影響的尺寸作為定性尺寸。（6）在達(dá)到所需工藝要求的前提下，應(yīng)使設(shè)備費(fèi)、操作費(fèi)和維護(hù)費(fèi)之和最低。（7）考慮采用各種強(qiáng)化傳熱措施。由傳熱基本方程Ｑ＝ＫＡ△t 可見(jiàn)，增大總傳熱系數(shù)、傳熱面積和有效平均溫差均可提高傳熱效率，強(qiáng)化傳熱。增大傳熱面積，不是單純的增大換熱設(shè)備的尺寸，而要增大單位體積內(nèi)的傳熱面積，是設(shè)備緊湊、結(jié)構(gòu)合理，如采用小直徑管子，翅片管等。根據(jù)以上結(jié)論，通過(guò)分析固定管板式換熱器各部分性能影響，合理選擇設(shè)計(jì)固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以獲得具有較高抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐介質(zhì)性等綜合性能良好的換熱器設(shè)備，從而使其能更好的應(yīng)用到石化、化工行業(yè)中。參考文獻(xiàn)[1] [M].上海:上海交通大學(xué)出版社 ,2022[2] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版 ,1991.[3] 李志勇,喻健良,[M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社,.[4] 冷士良,[M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社,.[5] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社 ,.[6] [M].北京:中國(guó)石化出版社,2022.[7] [M].大連:大連理工大學(xué)出版,.[8] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版,.[9] [M].北京:科技出版社,1996.[10] 高安全,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,.[11] [M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.[12] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,.[13] 刁玉偉,[M].大連:大連理工大學(xué)出版,2022.[14] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,.[15] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2022.[16] 王菲, [M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2022, 431.[17] 高莉萍, 高效換熱器發(fā)展動(dòng)態(tài)及其應(yīng)用[J]. 石油化工設(shè)備技術(shù), 1995.致 謝為期五周的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，這次固定管板式換熱器畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是由王敏老師和周波老師的共同悉心指導(dǎo)下完成的。在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，周波老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度給我們留下了深刻的印象，能夠?yàn)槊恳晃煌瑢W(xué)細(xì)心的點(diǎn)撥與講解，我們受益頗多，是我們的榜樣。在這幾周里我們不僅學(xué)到了許多的知識(shí)也學(xué)到了許多的做學(xué)問(wèn)的細(xì)節(jié)態(tài)度，并且從中我們感受到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和團(tuán)體協(xié)作及進(jìn)取精神。這將影響我的今后發(fā)展的道路，在此真誠(chéng)的感謝老師！最后，感謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們，感謝老師對(duì)我的真心指導(dǎo)。周老師您辛苦了！感謝我的朋友給予的鼓勵(lì)和支持！ 2022 年 11 月
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