【導(dǎo)讀】換熱器是一種實現(xiàn)物料之間能量傳遞的設(shè)備，本設(shè)計主要是針對的浮頭。溫流體進行對流傳熱從而實現(xiàn)物料間的熱量傳遞?！豆軞な綋Q熱器》等標準進行設(shè)計和計算。以及對換熱器的強度，剛度和穩(wěn)定性。本設(shè)計包括四個部分：說明部分；計算部分；繪圖部分和翻譯部分。備及其發(fā)展現(xiàn)狀和國內(nèi)外換熱器的最新發(fā)展趨勢，同時介紹了換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，換熱器主要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計及壓力容器常用材料等。檢驗和驗收等問題也作了簡單的介紹。計算部分主要針對筒體，封頭，和法蘭進。除此之外，還參閱相關(guān)的設(shè)計手冊及大量的文獻，完。成了各個零件圖的繪制，還對兩萬字符的外文進行了翻譯等工作。比較具有創(chuàng)新性的畢業(yè)設(shè)計。

　　

【正文】 5 6 2 .5 2 .4 5 1 5 6 5 9 1CPN? ? ? ? ? ? ? 37 r D 1F F c ot 84 79 53 c ot 33 .4 12 85 49 6o N?? ? ? ? bf( ) / 2 ( 730 664 ) / 2 33DL D D m m? ? ? ? ? ( ) / 2 ( 3 3 2 5 .7 5 ) / 2 2 9f D GL L L m m? ? ? ? ? bG( ) / 2 ( 730 678 .5 ) / 2 25. 75GL D D m m? ? ? ? ? 操作工況下法蘭力矩 預(yù)緊法蘭力矩 管子排列方式的設(shè)計 無縫鋼管 19 2? ? 6000L mm? 材料： 10 設(shè)計溫度下許用應(yīng)力： [ ] 101t mpa? ? 按正方形旋轉(zhuǎn) 45176。排列 由于換熱器用于煉油化工制品中，流體會給換熱器內(nèi)部留有殘余物質(zhì)核材料和本身腐蝕產(chǎn)生銹垢，需要用酸洗，因此用正方形旋轉(zhuǎn) 45176。排列。 換熱面積 =換熱管外徑 6000 n n=461 根 開孔補強的計算 27982449 1087007 5292268 282809126080812p D D t t G G r rM F L F L F L F LN m m? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???205 525 529 226 8a G GM F L N m m? ? ? ? ? ?222 2 c o sf nrL l m m? ? ?? ? ? ?38 筒體開孔所需的補強面積要求 2 (1 )et rA d f? ??? ? ? ? — 圓筒開孔處的計算厚度 ? =6mm 開孔直徑： d=273mm 接管材料： Q345R 鋼 2[ ] 123[ ] 170[ ] / [ ] 123 / 170 273 6 2 6 ( 1 ) 164 9tnntr n nm pam pafA m m??????? ? ?? ? ? ? ? ? ? 補強有效寬度 m a x ( 2 , 2 2 )2 2 2 7 3 5 4 6n n tB d dB d m m??? ? ?? ? ? ? 有效高度： 1 2 7 3 9 5 0th d m m?? ? ? ? 2 0h? 補強截面積： 1 2 3eA A A A? ? ? 在有效補強范圍內(nèi)作為補強的截面積 12( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )( 546 273 ) ( 10 6) 2 ( 10 6) ( 1 2)1077e e t e rA B d fmm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 接管計算厚度： 2 . 4 5 2 7 3 3 . 22 [ ] 2 1 2 3 0 . 8 5 2 . 4 5cftncPd mmP? ?? ?? ? ?? ? ? ? 39 接管有效厚度： 9n mm? ? 2 1 2 222321 2 32 ( ) 2 ( )2 50( ) 0 2522 9 9 811410e t t r e t reA h f h C fmmA m mA A A A m m? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 選擇補強圈補強 參照 JB/T4736 選取補強圈 補強圈外徑 :D=480mm 內(nèi)徑 :d=273+5=278mm 厚度 8mm b=Dd=480278=202mm 22 2 20 2 8 32 32A sb m m? ? ? ? ?實 滿足補強要求 管箱采用整體加厚補強 外頭蓋法蘭厚度計算 設(shè)計條件 設(shè)計壓力 : cP = 設(shè)計溫度 : 200C176。 法蘭材料 : 16MnⅡ 螺栓材料 : 40Cr 腐蝕裕度 : 2 2C mm? 40 墊片 : 金屬包墊 墊片系數(shù) : m= 比壓力 : y=20 866800GOGiD mmD mm?? 0 8 6 6 8 0 0 162 4 4G O G iDDNb m m? ?? ? ? ? 由于密封寬度 0 ? 有效密封寬度 16 10b mm?? 墊片中心圓直徑 0 2 8 6 6 2 1 0 8 4 6G i GD D b m m? ? ? ? ? ? 厚度計算 預(yù)緊狀態(tài)下： D by? 3. 14 84 6 10 20 53 12 88 N? ? ? ? ? 操作狀態(tài)下： P G CF F D bmP?? 846 10 ? ? ? ? ? ? B. 螺栓載荷 41 預(yù)緊狀態(tài)下： a GW F D by?? 3. 14 84 6 10 20 53 12 88 N? ? ? ? ? 操作狀態(tài)下： 20. 75 6. 28p p G C G CW F F D P D bm P? ? ? ? 1376500 ?? N? 雙頭螺栓 M24 180 個數(shù)： 32 設(shè)計溫度下許用應(yīng)力： [ ] 180tb mpa? ? 操作溫度下許用應(yīng)力： [ ] 21 2b mpa? ? 預(yù)緊狀態(tài)下所需最小面積 2531288 2 5 0 5 .8[ ] 2 1 2aabWA m m?? ? ? 操作狀態(tài)下所需最小面積 21701913. 9 9455[ ] 1 8 0pp tbWA m m?? ? ? 29455mpA A m m?? 實際螺栓面積 42 2 2 23 .1 4 1 7 .3 3 2 8 3 8 044bA d n m m?? ? ? ? ? 預(yù)緊狀態(tài)下 []2mba G bAAWF ???? 9 4 5 5 8 3 8 0 2 1 2 1 8 9 0 5 1 02 N??? 操作狀態(tài)下 ? 法蘭力矩 預(yù)緊狀態(tài)下 6 .2 8 2hGa G G G C DDM F L b D m P ??? 9 1 5 8 4 66 . 2 8 1 0 8 4 6 2 . 5 2 . 4 5 2?? ? ? ? ? N? 43 2212 2 2 2 85 85 800 5 123 088 0915 800 23. 5 23. 5 62. 752123 088 0 62. 75 772 377 20 85 ( ) 85 ( 846 800 ) 5 145 620 .8D i CDAD D Dt G t CF D P NL L m mM F L N m mF D D P N?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?191 5 84 6 34 .52234 23 .5 34 .5 462214 56 20 .8 46 66 98 55 6. 8bGGAGTT t TDDL m mLLL m mM F L N?? ?? ? ??? ??? ? ?? ? ? ? 操作工況下法蘭力矩 p D T AM M M M? ? ? 77237720 M P a? ? ?? 形狀系數(shù) 00080 0 12 98 98ih D m mhh?? ? ? ??? 010965 0680023 .5 612iDKD??? ? ??? 查 GB1501998 表 95，圖 93， 94， 97 得： 44 T= Z= Y= U= 11FVf??? 10221 0 00 .8 6 8 .7 80 .0 9 81 1 .5 1 0 .9 8 0 .0 1 2 0 .0 0 0 8 50 .2 8FehUd h mV ?? ? ?? ? ? ? ? 設(shè) ? ? ? ?3102211 41 3 884 269 155 800eettH fiffTdfMm paD????????? ? ?????? ? ?? ? ?? ? ???? ? ??? ? ? ??? 合格 管板的厚度計算 設(shè)計條件 管 /殼程設(shè)計壓力： P= 設(shè)計溫度 : 200C176。 腐蝕裕度 : 2 2C mm? 45 管程數(shù) : 2 換熱管外徑 : d=19mm 管子壁厚 : 2t mm? ? 換熱管根數(shù) : n=461 根 換熱管長度 : l=6000mm 受壓失穩(wěn)長度 : 900crl mm? 換熱管按正方形旋轉(zhuǎn) 45176。排列 管間距 : s=25mm 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 : 25ns mm? 管板上管程分程隔板槽深 : 1 5H mm? 殼程結(jié)構(gòu)槽深 : 2 0mmH ? 換熱管材料 : 10 鋼 管板材料 : Q345R 計算各參數(shù) 管板強度消弱系數(shù) ?? 無量綱壓力管板區(qū)內(nèi)未被換熱管支撐的面積 2d 39。 ( ) 58 50nA n s s s m m? ? ? 管板布管區(qū)面積 2 2 2td 46 1 25 58 50 29 39 75A ns A m m? ? ? ? ? ? 管板布管 區(qū)當量直徑 46 墊片外徑 : 692GOD mm? 墊片內(nèi)徑 : 668GiD mm? 墊片密封寬度 : 因為 0 ? 所以有效寬度 b=6mm 墊片壓緊力作用中心圓直徑 2 6 9 2 2 6 6 8 0G G OD D b m m? ? ? ? ? ? 假設(shè)管板名義厚度 61n mm? ? 管板材料在管板設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 [ ] 15 3[ ] 14 139。 18 60 00tppMPaMPaE MPa????? 兩管板內(nèi)側(cè) 間換熱管長度 39。 6000 2 61 5878L mm? ? ? ? 管束模數(shù) 0139。 ( )39。 ttE n dK LD? ? ??? t1 4 4 2 9 3 9 7 5 6123 . 1 4AD m m? ?? ? ?0 64G O G iDDb m m???~ 2 . 4 5 0 . 0 2 6 71 . 5 [ ] 1 . 5 0 . 4 1 5 3a tpPP ??? ? ???47 1 8 6 0 0 0 4 6 1 3 . 1 4 (1 9 2 ) 26 0 0 0 6 8 0? ? ? ?? ? 1907? 管板剛度消弱系數(shù) ?? 管板材料在管板設(shè)計溫度下彈性模量 39。 186 000PE M Pa? 管束無量綱剛度 39。 1 9 0 739。 0 .0 2 5 639。 0 .4 1 8 6 0 0 0tPKK E?? ? ?? 系數(shù) 1111~3322( 39。) / ( ) 0. 02 43 / 0. 02 67 1. 81 68 0 612t aGtlKPDD???? ? ? 厚度計算 系數(shù) C 是與管板周邊支撐方式有關(guān)的系數(shù) ,用 1t?和 1 1~3 2( 39。) / ( )t aKP查GB1511999 圖 23得到 C= 管板計算厚度 ~1 0 . 3 8 6 1 2 0 . 0 2 6 7 3 8aC D P m m? ? ? ? ? ? 管板公稱厚度 48 12 38 5 2 45n H C mm??? ? ? ? ? ? ? 管板最小厚度 m in 0 .7 5 1 9 1 4 .2 5 mm??? ? ? ? 取管板公稱厚度 61n mm? ? 校核換熱管軸向力 換熱管材料在管程設(shè)計溫度下的屈服點 162ts MPa? ? 換熱管的回轉(zhuǎn)半徑 2 2 2 2021 .2 5 ( 2 ) 0 .2 5 1 9 ( 1 9 2 2 ) 6 .0 5ti d d ?? ? ? ? ? ? ? ? 系數(shù) 239。 2 1 8 6 0 0 03 . 1 4 1 5 0 . 5162Pr tsEC ? ? ?? ? ? 換熱管的穩(wěn)定需用壓應(yīng)力 / 9 0 0 / 6 .0 5 1 4 8 .7 6c r rL i C? ? ? 換熱管的穩(wěn)定許用應(yīng)力 /[ ] [1 ( ) ]22ts crcr rLiC?? ?? 1 6 2 1 4 8 .7 6[1 ]2 2 1 5 0 .5??? 41MPa? 49 管板非開孔面積 2 2 21 / 4 2 9 3