【導(dǎo)讀】使用的一種通用設(shè)備。在目前大型化工及石油化工裝置中，采用各種換熱的組合，就。已獲得好的經(jīng)濟效益。在化工廠中，換熱器所占比例也有了明顯提高，成為最重要的單元。近二三十年來，化工、石油、輕工等過程工業(yè)得到了迅猛發(fā)展。尺寸小，重量輕、換熱能力大的換熱設(shè)備。在設(shè)計過程中，我盡量采用較新的國家標(biāo)準(zhǔn)，做到。需要，適合市場激烈的競爭。同時為了使本次設(shè)計能夠進行順利，我在設(shè)計前參閱了許多有關(guān)。書籍和英文文獻，并做了一定量的外文翻譯工作。設(shè)計的前半部分主要是對換熱器的原理、結(jié)構(gòu)進行的詳細(xì)的描述，從而進行換熱器的選型，設(shè)計的后半部分則是關(guān)于結(jié)構(gòu)和強度的設(shè)計，主要是根據(jù)已經(jīng)選定的換熱器型。式進行設(shè)備內(nèi)各零部件的設(shè)計，如管板、折流板、定距管、鉤圈、管箱等。

　　

【正文】 壓力和殼程設(shè)計壓力同時作用 M p aGw eAAtptpsPctM p aPc][1]1)([1)(???????????????? ? ?crt ?? ?? ? 合格。 換熱管與管板連接的拉脫力校核 t? 取換熱管軸向應(yīng)力三種工況的絕 對值最大值，故取 t? = mml ??? 合格。 螺栓的選擇及強度校核 螺栓的選擇 根據(jù) JB/T47072020 材料 40MnB 個數(shù) 26 個 m=3 y=69 （ 1）操作下的螺栓載荷 mmNm bPDPDFFW CGcGpp ??????????? ???? 2 （ 2）預(yù)緊狀態(tài)下螺栓載荷 Mpalddq ttt )()( 00 ??? ?????? ? ????? ? ? ? M p aq tt 0 ???? ?? ? Mpab 765?? Mpas 635?? ? ? Mpatb 180??mmNbyDFaW Ga ???????? 2 9 8 2 2 66987 4 XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 26 螺栓的強度校核 （ 1）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 24918180 mmWAp tbp ??? ? （ 2）操作條件下需要的最小螺栓面積 ? ? ? ?224918m a x mmAmmmWaAaApAa ????? ? 螺栓根徑： mmnAmnAmd ???? ? 實際螺 栓面積： 220 mmndAb ?? ? 螺栓的間距校核： mmmdSB a x~ ????????? ? 實際間距： mmDS b ~ ???? ? max~~ SS ?? 所以： 合格。 法蘭的選擇 選擇固定管板端為整體法蘭，材料為 16MnR 型號為 ， mm50?? ? ? Mpatf 150?? ? ? Mpatf 157??XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 27 法蘭的力矩計算 mmLLmmDDLADGbG332 74981521 ???????????? NPcDF DD 22 ????? PcDPcDFFF iGDT 22 ???? 9 1 7 22 ??????? (1)預(yù)緊狀態(tài)的法蘭力矩 ? ? mmNLAbAmLFMa GbGG ?????????? ? (2)操作狀態(tài)的法蘭力矩 077 1 5 4 4 0MmmNLFLFLFMp GGTTDD????????????? 法蘭的應(yīng)力校核 （ 1）軸向應(yīng)力 Mp aDifMH 2721 0 ??? ??? ??? ? ?tfH ?? ?? 所以： 合格。 （ 2）徑向應(yīng)力 所以： 合格。 ? ? tfRfR M paMDie???????????????? ??? ??????? 7021XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 28 （ 3）環(huán)向應(yīng)力 所以 ： 合格。 浮頭部分的計算 球冠形封頭計算 （ 1）選擇球冠形封頭的材料為 16MnR (1)按內(nèi)壓設(shè)計 此時 Pc=Pt= ? ? mmP c R it ??? ???? ??? 2 C mm??? ? ? mm10??取 (2)外壓校核按 GB1501998 中進行 a 假設(shè)厚度取內(nèi)壓 mmn 10?? mmCne 62 ??? ?? mmRR ni 60820 ???? ? 故 MpaZDifYM RT 22 0 ???????? ???? ?tfT ?? ??? ? ?? mmC 42 ? 01?C ????XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 29 查 GB1501998 圖 65 B=84Mpa 此時許用外壓力 ? ? MpaRP e ??? ? 顯然不滿足殼程外壓 = 的要求 b 重設(shè) mmmm en 16,20 ??? ??? 此時 mmR 6 1 82206 0 00 ???? 20 00 e ??? ? 查 GB1501998 圖 65 B=98Mpa ? ? MpaBR BP e ??? ? [P] 所以 滿足要求 (3)根據(jù)內(nèi)，外，壓計算校核的結(jié)果 取 開孔補強計算 符號說明 A開孔削弱所需要的補強截面積， mm2； B補強有效寬度， mm； Di殼體內(nèi)直徑， mm； d開 孔直徑， mm； fr強度削弱系數(shù) h1接管外側(cè)有效補強高度， mm； h2接管內(nèi)側(cè)有效補強高度， mm； pc計算壓力， MPa； S1管孔的軸向節(jié)距， mm； S2孔帶的單位長度， mm； mmn 20??XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 30 S3管孔的對角向節(jié)距， mm； ? 殼體開孔處的計算厚度， mm； ? e殼體開孔處的有效厚度， mm； ? et接管有效厚度， mm； ? n殼體開孔處的名義厚度， mm； ? nt接管名義厚度， mm； ? t接管計算厚度， mm； [? ]t設(shè)計溫度下殼體材料的許用應(yīng)力， MPa。 ? b鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度下限值， MPa。 ? s剛才標(biāo)準(zhǔn)屈服點， MPa。 ? 焊接接頭系數(shù)。 補強的判斷方法 殼體開孔滿足下述全部要求時，可不另行補強： a) 設(shè)計壓力小于或等于 ； b) 兩相鄰開孔中心的間距應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍； c) 接管公稱外徑小于或等于 89mm； 本設(shè)計中只需對殼程的 DN=150 的接管進行開孔補強計算，接管材料為 20 號鋼，外徑及厚度為 159 7??。 (1)接管的計算厚度 ? ? mmPcP c Dt i ???? ???? ??? mmCd 149414159215159 ??????? ? ?? ? ??? ttnfr ?? (2)開孔削弱截面 A )()1(2 mmfrdA et ??????????? ??? XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 31 (3)有效補強范圍 有效寬度 補強區(qū)外側(cè)高度 補強區(qū)內(nèi)側(cè)高度 (4)補強區(qū)補強金屬面積 ①殼體多余的金屬面積 )1)((2))((1 frtdBA eee ?????? ????? ))((52)()149298( mm?????????? ② 接管多余的截面積 21 8 1 4 7027 2 )( mm???????? ③ .焊縫金屬截面 積 所以 不需要補強。 ? ? mmB dB ntndB 298m a x 2 22 ?? ? ??? ??? ? mmh ntdh 12020 ?? ? ?? ? 0m in dh2 2 ?? ? nth ?接管實際內(nèi)伸長度frCthfrtthA ee )(2)(2 2212 ???? ???223 8021 mmnkA n ??? ?? AAAA ??? 321?XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 32 結(jié) 論 本設(shè)計參閱了大量的相關(guān)書籍和資料，并嚴(yán)格依照 GB 1501998《鋼制壓力容器》和 GB 1511999《管殼式換熱器》的規(guī)定進行相應(yīng)的計算。在設(shè)計過程中，其結(jié)構(gòu)的選擇，要考慮到總體結(jié)構(gòu)的特點，而對相應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進行對比而選擇，對選定的結(jié)構(gòu)進行強度校核和水壓試驗。 提高傳熱效率和抗腐蝕的材料是煉油、化工等許多部門的要求。在能源日漸被消耗的今天，應(yīng)在滿足強度校核的條件下，盡可能的減少材料的消耗。在本設(shè) 計中，對換熱器的中存在的問題進行了解決和對結(jié)構(gòu)進行了最優(yōu)的選擇，但設(shè)計可能存在一些缺陷，需要進一步的探索和研究，望老師給與指正。 XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 33 謝辭 在整個設(shè)計的過程中我的導(dǎo)師姜老師給了我很大的幫助和支持。在設(shè)計中，我經(jīng)常遇到一些問題難以解決，當(dāng)我?guī)е鴨栴}去請教時，他都不是直接給出答案，而是旁敲側(cè)擊的給我一些指引，讓我充分發(fā)揮自己的思維，一步一步地將問題慢慢解決每次遇到做的不好的地方，老師都給我耐心的講解和分析。 姜老師告訴我考慮問題要從多方面考慮，每次同他討論一些問題都讓我受益匪淺。 姜老師在畢業(yè)設(shè)計期間，對我 們嚴(yán)格要求，要求我們能夠獨立完成自己的設(shè)計任務(wù)，培養(yǎng)了我們獨立解決問題的能力，還從自己寶貴的時間中抽出時間為我們審閱圖紙，解決相關(guān)問題，并提出修改的意見和建議。 姜老師的一絲不茍作風(fēng)是我學(xué)習(xí)的榜樣；他循循善誘的的教導(dǎo)思路給予我無盡的啟迪。在此我衷心的感謝指導(dǎo)老師姜文全，謝謝。 XXXX大學(xué) XXXX學(xué)院論文 34 參考文獻 [1] GB150— 1998《鋼制壓力容器》［Ｍ］．國家技術(shù)監(jiān)督局． [2] GB151— 1999《管殼式換熱器》［Ｍ］． 國家技術(shù)監(jiān)督局． [3] 毛希瀾．化工設(shè)備設(shè)計全書 — 換熱器設(shè)計［Ｍ］．上海：上海科技出 版社， 1986 [4] 朱有庭等．化工設(shè)備設(shè)計手冊［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [5] 黃嘉琥編． 壓力容器材料實用手冊［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1997 [6] 黃載生主編．化工機械力學(xué)基礎(chǔ)［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1990 [7] 王寬福編． 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)工程分析［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 [8] 卓震主編． 化工容器及設(shè)備［Ｍ］． 北京：中國石化出版社， 1995 [9] 鄭津洋等． 過程設(shè)備設(shè)計［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [10] 賀匡國主編． 化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1991 [11] 鄒廣華等． 過程裝備制造與檢測［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [12] 楊可楨主編． 機械設(shè)計基礎(chǔ)［Ｍ］． 北京：高等教育出版社， 2020 [13] 王志魁主編． 化工原理［Ｍ］． 北京：高等教育出版社， 2020