【導(dǎo)讀】進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。答辯委員會(huì)委員：，，，器的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)。換熱器是化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械及其它許多工業(yè)部門(mén)廣泛使用的一種通用設(shè)備。近二三十年來(lái)，化工、石油、輕工等過(guò)程工業(yè)得到了迅猛發(fā)展。因此，要求提供尺寸小，重量輕、換熱能力大。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我盡量采用較新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，做到既滿足設(shè)計(jì)要求，又使結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低成本，以提高經(jīng)濟(jì)效益為主，力爭(zhēng)使產(chǎn)品符合生產(chǎn)實(shí)際需要，適合市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。

　　

【正文】 中轉(zhuǎn)化氣流量 31000m179。/h 計(jì)算冷卻劑用量 在熱損失不計(jì)的情況下，對(duì)于無(wú)相變的工藝物流，冷凝器的熱流量由下式確定： 則冷卻劑用量為： 計(jì) 算傳熱面積 熱流體： 320℃ →160 ℃ 冷流體： 190℃ ←100 ℃ 3 2 / 44 . 975 m kg ? ? 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 12 換熱器傳熱面： 管程，殼程的平均溫差； 查表得出 = 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 13 由公式得 ： 換熱器殼、管壁溫差 76℃ 換熱器工藝尺寸的計(jì)算 管徑選用 選用 ?? 較高級(jí)的冷拔穿熱 管（碳鋼） 管子數(shù) 取 L=6m, 根據(jù)式子 管子排列方式和管間距確定 管子的排列方法常用的有正三角形直列，正三角形錯(cuò)列，正方形直列和正方形錯(cuò)列。 正三角形排列比較緊湊，在一定的殼徑內(nèi)可排列較多的管子，且傳熱效果好，但管外清洗較為困難。而正方形排列，管外清洗方便，適用于殼程中的流體易結(jié)垢的情況，其傳熱效果較正三角形差些。以上排列方式中最常用的是正三角形錯(cuò) 列，用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢，后者殼側(cè)污垢可以用化學(xué)處理掉的場(chǎng)合。 本設(shè)計(jì)采用正三角 形排列，經(jīng)查得層數(shù)為 13 層。取管間距 a=32mm， 殼體內(nèi)徑 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 14 采用單管程結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)徑可按下式計(jì)算： lbaDi 2)1( ??? 式中 Di—— 換熱器內(nèi)徑； b—— 正六角形對(duì)角線上的管子數(shù)，查得 b=13 l—— 最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離，取 l=2d lbaDi 2)1( ??? 圓整后實(shí)取 Di=900mm 換熱器殼體壁厚 材料選用 Q235，計(jì)算壁厚為 ? ? PPDnt i?? ??? 2 +C 式中 P—— 設(shè)計(jì)壓力，取 P=。 Di=900mm ?? 。 ? ? MPa113?? ? ? PPDnt i?? ??? 2 +C 折流板選擇 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺的高度為： 間距是殼體內(nèi)徑的 1/5， 間距 B長(zhǎng)度； 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 15 折流板數(shù)： 其他附件 拉桿數(shù)量與直查相關(guān)的表選取，本換熱器殼體內(nèi)徑為 900mm，由工程力學(xué)計(jì)算得知拉桿直徑為 拉桿數(shù)量不得少于 10 個(gè)。 換熱器核算換熱器核算 殼程表面給熱系數(shù) 殼程流通截面積： 2 殼程流速 雷諾數(shù)； 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 16 ， 普朗特常數(shù) 管內(nèi)表面給熱系數(shù) 管程流通截面積： 管程流速 雷諾數(shù)； 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 17 普朗特常數(shù) 傳熱面積裕度 由下式可得所計(jì)算的傳熱面積 AT 為 該換熱器的實(shí)際傳熱面積為： 該換熱器的面積裕度 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 18 為保證該換熱器的可靠性，一般應(yīng)使換熱器的面積裕度大于 15%～ 20%。 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 管子拉脫力計(jì)算 在操作壓力下，每平方脹接周邊所產(chǎn)生的力 Qp =104 公式中 。 P= L= 由公式得 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 19 4/ = 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果列表 表 41 換熱器設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 結(jié)果 單位 換熱器公稱直徑 D 900 mm 換熱器管程數(shù) n p 1 換熱器管子總數(shù) Nt 588 根 換熱器單管長(zhǎng)度 L 6 m 換熱器管子規(guī)格 ?? mm 換熱器管子排列方式 正三角形 管心距 t 32 mm 管板厚度 T 30 mm 折流板間距 B 180 mm 折流板個(gè)數(shù) NB 32 根 殼體厚度 ? d 25 mm 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 20 第 5 章 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)參閱了大量的相關(guān)書(shū)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(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)的選擇，要考慮到總體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比而選擇，對(duì)選定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核和水壓試驗(yàn)。 提高傳熱效率和抗腐蝕的材料是煉油、化工等許多部門(mén)的要求。在能源日漸被消耗的今天，應(yīng)在滿足強(qiáng)度校核的條件下，盡可能的減少材料的消耗。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)換熱器的中存在的問(wèn)題進(jìn)行了解決和對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了最優(yōu)的選擇 。 本換熱 器在設(shè)計(jì)工藝上：換熱器的管束可以抽出， 管、殼程 清洗較為方便，在換熱器內(nèi)部的介質(zhì)間溫差不受限制， 可在高溫、高壓下工作 ，一般溫度在300400K，壓力 40— 45Kpa。也可用于結(jié)垢比較嚴(yán)重的流體，換熱器的材料是耐腐蝕的，所以 可用于管程易腐蝕場(chǎng)合。 換熱器在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中：換熱器冷卻了轉(zhuǎn)化氣的溫度，使出口溫度控制在工藝要求的范圍之內(nèi)。換熱器通過(guò)熱交換使鍋爐給水達(dá)到 190 度，可以直接提供給汽包上水，用于產(chǎn)生蒸汽。這樣不僅提高了 轉(zhuǎn)化工段的 生產(chǎn)效率，也節(jié)約了 化工生產(chǎn)的 成本。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 21 參考文獻(xiàn) [1] GB150— 1998《鋼制壓力容器》［Ｍ］．國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局． [2] GB151— 1999《管殼式換熱器》［Ｍ］． 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局． [3] 毛希瀾．化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) — 換熱器設(shè)計(jì)［Ｍ］．上海：上?？萍汲霭嫔?， 1986 [4] 朱有庭等．化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx [5] 黃嘉琥編． 壓力容器材料實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1997 [6] 黃載生主編．化工機(jī)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(guó)石化出版社， 1995 [9] 鄭津洋等． 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx [10] 賀匡國(guó)主編． 化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1991 [11] 鄒廣華等． 過(guò)程裝備制造與檢測(cè)［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx [12] 楊可楨主編． 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［Ｍ］． 北京：高等教育出版社， 20xx [13] 王志魁主編． 化工原理［Ｍ］． 北 京：高等教育出版社， 20xx [14] CODAP: French Code for the construction of unfired pressure vessels. Part M. Appendix MAZ。 1984. 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文 ） 22 致謝 感謝老師們的教導(dǎo)，從中學(xué)到了換熱器的結(jié)構(gòu)和各方面理論知識(shí)。為我以后的化工發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 這篇論文歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老 師 — 信熙卿老師，她對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。 感謝我的同學(xué)和朋友 ，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中給予我了很多你問(wèn)素材，還在論文的撰寫(xiě)和排版 的 過(guò)程中提供熱情的幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！