【導讀】空壓機二段空冷器設計屬于常規(guī)壓力容器設計。空冷器由筒體、封頭、管箱、折流板、傳熱管、拉桿、法蘭等結構組成。概述部分主要包括了換熱器的概念及分類，空冷器的概念及優(yōu)點以。以及鞍式支座的選擇和校核。說明書中的相關數(shù)據(jù)。

　　

【正文】 板 的厚度： δ=15mm (2)折流板的 外圓 直徑 和下偏差 : DB =1195mm，下偏差： (3)折流板 的管孔 ： a．管孔 直徑 和允差 管孔 直徑 d=26mm；允差： + b．管孔中心距和允差 管孔中心距為 32mm；隔板處管孔中心距： 45mm 允差：相鄰管孔177。 ； 任意兩管孔177。 c．管孔排列 折流板上的管孔排列與換熱管排列形式相同，采用正三角形排列。 其優(yōu)點是正三角形排列比較緊湊，在同一管板面積上可排列較多的傳熱管，管外傳熱系數(shù)較高， 28 傳熱效果好，流阻相對也較大， 缺點是 管外清洗較為困難。 d．管孔加工 折流板上管孔的兩端必須倒角 179。 45176。 拉桿 拉桿的作用是固定折流板。折流板與拉桿的固定方式一般采用拉桿的一端用螺紋擰入管板 ,兩塊折流板之間用定距管固定 ,每一拉桿的最后一塊折流板與拉桿焊接或者用雙螺母擰緊 。 本設計中 拉桿結構形式采用拉桿定距管結構。 圖 拉桿 圖 拉桿 與折流板的固定形式 29 根據(jù)《換熱器設計手冊》表 415 和表 416選?。? 拉桿直徑： 12mm 拉桿數(shù)量： 10 個 拉桿尺寸： d=12mm， La=； Lb=60mm， M=12mm； Lc按需要確定， Ld=18mm 鞍 座設計 鞍座結構 換熱器設備一般都是兩端具有成型封頭的臥式圓筒形容器。臥式容器由支座來承擔它的重量及固定在某一位置上。常用臥式容器支座形式主要有鞍式支座、圈座和支腿三種。對于較重的大設備，通常采用鞍式支座。鞍座的結構與尺寸，除特殊情況需另外設計外，一般可根據(jù)設備的公稱直徑直接選用標準形式，目前常用的鞍式支座標準為 JB/T4712《鞍式支座》。因為對于臥式容器，除了考慮操作壓力引起的薄膜應力外，還要考慮容器重量在殼體上引起的彎曲，所以即使選用標準鞍座后，還要對容器進行強度和穩(wěn)定性校核。鞍座一般情況下采用雙支座。 圖 鞍式支座 30 鞍座選擇 臥式換熱器，采用固定型和滑動型鞍式支座各一個。 在 JB/T4712《鞍式支座》中，根據(jù)公稱直徑為 1200mm，選擇 兩個 鞍座型號分別 為： JB/T47121992，鞍座 BI1200F 和 JB/T47121992，鞍座 BI1200S。鞍座材料為 Q235A178。 F，包角為 120176。， 焊制，四筋，帶墊板 。 兩 鞍座的 尺寸參數(shù)如下： 允許載荷 Q=562KN 鞍座高度 h=200mm 底板： mm12mm1 7 0bmm8 8 0l 111 ??? ?， 腹板： mm102 ?? 筋板： mm10mm1 8 0bmm1 4 0bmm2 0 0l 3323 ???? ?，， 墊板：弧長： 1410， mm40emm8mm270b 44 ??? ， ? 螺栓間距： mm720l2 ? 鞍座質量： 80kg 確定鞍座位置 按如下原則來確定鞍座位置： (1)雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡化為受均布載荷的外伸簡 支梁，按材料力學計算方法可知，當外伸長度 A= 時，跨度中央的彎矩與支座截面處的彎矩絕對值相等，所以一般近似取 A? ，其中 L 取圓筒體長度， A 為鞍座中心線到封頭切線的距離。 (2)當鞍座鄰近封頭時，則封頭對支座處筒體有加強作用。為了充分利用這一 31 加強效應，在滿足 A? 下應盡量使 A? iR （ iR 為筒體內半徑）。 依據(jù)以上原則，取 A==?6000=1200mm，即鞍座中心線到封頭切線的距離為 1200mm[11]。 載荷和強度校核 橢圓形封頭折算成直徑等于容器直徑，長度為 H的圓筒（ H 為封頭的曲面深度600mm）。所以該容器總重作用的總長度為： mm68006003460003439。 ?????? HLL 該容器總重沿長度方向均勻分布，則作用在總長度上的單位長度 的均布載荷： HLFq342?? 筒體 內 空氣 的密度為： 3/ mkg?? ，殼體和封頭材質的密度為：33 / mkg??鋼? ，則均布載荷可求得： m/4444222222??????????? ???????????????? ??? gDDgRqioi 鋼????? 所以： 3 9 3 9 1 1 4213421??????????? ?? HLqF 32 （ a）受力分析 （ b）兩支點外伸 粱 （ c）剪力圖 （ d）彎矩圖 圖 雙鞍座換熱器受力分析的剪力圖與彎矩圖 強度校核 鞍座有效斷面平均應力： a0i 99 F3K ?? ?????? 33 式中：查鞍式支座標準得：系數(shù) ? ； 鞍座腹板厚度 120 ????? ? 查鞍式支座標準可知： 鞍座材料 Q235A178。 F 的許用應力 ??t? =140MPa， 平均應力校核： ? ? ata9 ????? ?? ， 滿足要求，所選鞍式支座合格。 34 結 論 本設計 屬于 常規(guī) 壓力容器 設計。 空冷 器由筒體、封頭、管箱、折流板、傳熱管、拉桿、法蘭等結構組成。 論文的內容主要有四部分。分別為換熱器以及空冷器的概述，工藝計算，結構計算以及零件設計。概述部分主要包括了換熱器的概念及分類，空冷器的概念及優(yōu)點以及空壓機二段空冷器的作用。工藝計算部分主要包括了傳熱量的計算以及換熱管、折流板等基本機構參數(shù)的選擇和換熱管的排列方式的選擇。其中 為滿足換熱要求筒體長度取 6000mm，為了減 少管數(shù)同時防止管內堵塞，選擇 直 徑為 ? 25 的換熱管。 結構計算部分主要包括了筒體和封頭壁厚計算，水壓試驗校核以及開孔補強計算。其中需要注意的是 筒體和封頭壁厚的計算厚度很小，而壁厚要滿足標準中規(guī)定的最小厚度要求，閱資料可知，公稱直徑1200 的筒體和封頭最小厚度為 12mm，所以筒體和封頭有效厚度取 12mm。 零件設計部分中主要包括了是否設置膨脹節(jié)，法蘭、墊片的選取，拉桿、弓形折流板的參數(shù)確定以及鞍式支座的選擇和校核。 隨著科學技術的發(fā)展，計算機繪圖已經成為圖紙繪制的重要手段 之一。本論文中的數(shù)據(jù) 計算已完成且 均已經過嚴格核算， 為繪制圖紙做好了準備。這些數(shù)據(jù)在下一步的計算機繪圖 中 可以選用。 35 謝 辭 這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人 努力的結果 ， 跟 所有指導過我的老師，幫助過我的同學 的辛苦付出是分不開的 。我要在這里對他們表示深深的謝意！ 非常 感謝我的指導老師 —— 李 靜 老師，沒有您的悉心 幫助和 指導 就沒有這篇論文的順利完成。 從論文題目的選定到論文 的 寫作 直至完成 ,每當我遇到難題 ,您總是耐心給我講解并給我提供一些相關資料。經由您的點撥， 常 使 我 感到 “ 山重水復疑無路 ,柳暗花明又一 村 ” 。 感謝曾經教過我的每一位老師，是你們?yōu)槲疫M行了知識儲備，為這次設計的順利進行打好了基礎。 感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。 最后再一次感謝 李靜老師， 所有在畢業(yè)設計中曾經幫助過我的 老師 和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。 36 參考文獻 [1] 機械工業(yè)部等主編 .GB1511999《鋼制管殼式換熱器設計》 [M].化學工業(yè)出版社， 1989 [2] 譚天思 ,麥本熙 ,丁惠華主編 .《化工原理》 [M].化學工業(yè)出版社， 1984 [3] 錢頌文 主編 .《換熱器設計手冊》 [M]. 化學工業(yè)出版社， 2021 [4] 史美中 ,王中錚 主編 .《熱交換器原理與設計》 [M].東南大學出版社， 2021 [5] 王海燕 ,陳文藝 主編 .《石油加工工藝學》 [M].中國石化出版社， 2021 [6] 賀匡國主編 .《化工容器及設備簡明設計手冊》 [M]. 化學工業(yè)出版社 ,2021 [7] 楊永才主編 .《機械設計新標準應用手冊》 [M]. 北科京學技術出 版社 ,1993 [8] 劉道德等主編 .《化工設備的選擇與工藝設計》 [M]. 中南工業(yè)大學出版社 ,1992 [9] 楊永生主編 .《機械設計新標準應用手冊》 [M]. 北京科學技術出版社 ,1993 [10] 燕山石油化學總公司設計院 , 蘭州化學工業(yè)公司化工設計院主編 .《鋼制列管式固定管板換熱器結構設計手冊》 [M].化工部設備設計技術中心站出版社 ,1984 [11] 劉巍主編 .《冷換設備工藝計算手冊》 [M].中國石化出版社 ,2021 [12] Faisal AlJuwayhel， Mona AlQattan. 《 Experimental evaluation of one, two, and three stage evaporative cooling systems》 [J].The first international conference on building energy and environment 2021,2021:15141520.