【正文】 根據(jù)法蘭材料、 容器設(shè)計(jì)壓力及操作溫度公稱壓力為 。 封頭厚度計(jì)算 橢圓形封頭由半個(gè)橢封面和高為 h 的短圓筒，又稱直邊所組成，直邊段的作用是避免筒體與封頭間的環(huán)向連接焊縫處出現(xiàn)邊緣應(yīng)力疊加，以 改善焊縫的受力情況，圓封頭為沖壓成型，則 ? 取 根據(jù)第一強(qiáng)度理論，并考慮焊接接頭系數(shù)等因數(shù)，可得出標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度計(jì)算公式為： ? = ? ?ctc PDiKP ??? 封頭設(shè)計(jì)溫度： CCCtt w ??????? 209020 C??110 許用應(yīng)力： MPat 170][ ?? P為 則 ? = ? ?ctc PDiP ??? [1] 式116 [1] 表114 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一封頭 K 值均去1。采用什么封頭需要根據(jù)工藝條件要求、制造難以程度及材料的消耗等情況來(lái)確定。 封頭結(jié)構(gòu)形式的選擇 封頭是壓力容器的重要組成部分。 因此 選正三角 形排列 換熱器換熱面積與管板布管區(qū)當(dāng)量計(jì)算 換熱面積采用多管程結(jié)構(gòu)，利用圖畫法估算出管子根數(shù)及管子分布。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 2）主要技術(shù) 特性： 一般管殼式換熱器 與其它類型的換熱器比較有以下主要技術(shù)特性： 耐高溫高壓，堅(jiān)固可靠耐用； 制造應(yīng)用歷史悠久，制造工藝及操作維檢技術(shù)成熟； 選材廣泛，適用范圍大。 1）工作原理： 管殼式換熱器和 螺旋板式換熱器 、 板式換熱器 一樣屬于 間壁式換熱器 ，其換熱管內(nèi)構(gòu)成的流體通道稱為管程，換熱管外構(gòu)成的流體通道稱為殼程。另一個(gè)對(duì)換熱器熱力性能有較大影響的基本元件是折流板（或折流桿）。 管殼式換熱器由管箱、殼體、管束等主要元件構(gòu)成。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。殼體直徑或高度可減少，因而結(jié)構(gòu)緊湊且便于設(shè)置，可以更有效合理地利用材料。 它的主要優(yōu)點(diǎn)是：傳熱能力強(qiáng) ，與光管相比，傳熱面積可增大 210 倍，傳熱系數(shù)可提高 12 倍。 （ 4） 翅片管式換熱器 翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)與一般管殼式換熱器結(jié)構(gòu)基本相同，只是用翅片管代替了光管。缺點(diǎn)是單位傳熱面金屬消耗量太大，檢修、清洗和拆卸都比較麻煩，在可拆連接處容易造成泄露。由此組成多段 同心圓套管換熱器， 程數(shù)可根據(jù)傳熱要求而增減。 (3) 套管式換熱器 套管式換熱器是由兩種不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)管子組裝成同心圓的套筒，然后由多段 這種套管連接而成。噴淋式蛇管換熱器和沉侵式蛇管換熱器相比，具有便于檢修、清洗和傳熱效果較好等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)所需傳熱面積不大的場(chǎng)合比較適用，同時(shí)，因管子能承受高壓而不易泄漏，常被高壓流體的加熱或冷卻所采用。 （ 2） 蛇管式換熱器 蛇管式換熱器是把換熱管（金屬或非金屬）按需要彎曲成所需的形狀，如圓盤形 、螺旋形和長(zhǎng)蛇形等。管殼式換熱器是通過(guò)管子壁面進(jìn)行傳熱的換熱設(shè)備， 換熱設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛。 與 特點(diǎn) 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，管 式換熱器可分為四種類型，即：管殼式、蛇管式、套管式、翅片管式。換熱器在化工生產(chǎn)中，有時(shí)作為一個(gè)單獨(dú)的化工設(shè)備，有時(shí)作為某一工藝設(shè)備的組成部分，因此換熱器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用是十分廣泛的。換熱器就是用來(lái)進(jìn)行這些熱傳遞過(guò)程的設(shè)備，通過(guò)這種設(shè)備，以便使熱量從溫度較高的流體傳遞 到 溫度較 低 的流體，以滿足工藝上的需要。這種設(shè)備統(tǒng)稱為換熱器。熱輻射的特點(diǎn)是：不僅有能量的傳遞，而且還有能量的轉(zhuǎn)移。 此外，流體流過(guò)固體表面時(shí)發(fā)生的對(duì)流和熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用的傳熱過(guò)程，即是熱由流體傳到固體表面（或反之）的過(guò)程，通常稱為對(duì)流傳熱。 （ 2）熱對(duì)流（簡(jiǎn)稱對(duì)流） 流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移所引起的熱傳遞過(guò)程稱為熱對(duì)流。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4 根據(jù)載熱介質(zhì)的不同，熱傳遞有三種基本方式： （ 1）熱傳導(dǎo)（又稱導(dǎo)熱） 物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)。 應(yīng)予指出，熱力學(xué)和傳熱學(xué)既有區(qū)別又有聯(lián)系。此外，化工設(shè)備的保溫，生產(chǎn)過(guò)程中熱能的合理利用以及廢熱的回收利用等都涉及到傳熱的問(wèn)題，由此可見(jiàn)；傳熱過(guò)程普遍的存在于化工生產(chǎn)中，且具有極其重要的作用。 2. 化學(xué)工業(yè)與 熱傳遞 的關(guān)系 化學(xué)工業(yè)與傳熱的關(guān)系密切。 ［ 關(guān)鍵詞 ］ 固定換熱器 法蘭 殼體 管板 換熱管 折流板 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 三 .設(shè)計(jì)概述 熱量傳遞是指由于溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移 ，簡(jiǎn)稱傳熱。湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1 湖 南 化 工 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 第 1 頁(yè) 設(shè) 計(jì) 條 件 清潔液體 殼程 管程 （入口 /出口） 殼程 27/50℃ 管程 90/52℃ 殼程 1 管程 1 外 徑 25mm 總長(zhǎng) 6000mm 6殼程圓筒 內(nèi)直徑 800mm 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 固定管板換熱器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者： （湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 裝備 0812班） ［ 摘要 ］ 主要設(shè)計(jì)的是固定管板換熱器，針對(duì)換熱器中所需要的材料，標(biāo)準(zhǔn)零件 ,結(jié)構(gòu)尺寸大小，作了詳細(xì)的分析，從而使換熱器達(dá)到工藝要求。對(duì)材料，標(biāo)準(zhǔn)零件 ,結(jié)構(gòu)尺寸的要求 ,主要從四個(gè)方面考慮：安全性能要求 （強(qiáng)度、韌性、剛度、耐蝕性、密封性）；工藝性要求（生產(chǎn)效率、能耗）；使用性要求（結(jié)構(gòu)、安裝、維修、制造） ； 經(jīng)濟(jì)性要求，并運(yùn)用 AutoCAD 制圖， ,繪制出固定管板換熱器總裝配圖。由熱力學(xué)第二定律可知， 在自然界中凡是有溫差存在時(shí)， 熱 就必然從高溫處傳遞到低溫處，因此傳熱是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中極普遍的一種傳遞現(xiàn)象。這是因?yàn)榛どa(chǎn)中的很多過(guò)程和單元操作，多需要進(jìn)行加熱和冷卻 ，例 如：化學(xué)反應(yīng)通常要在一定的溫度進(jìn)行，為了 達(dá)到并保持一定溫度，就需要向反應(yīng)器輸入或輸出熱量 ； 又如在蒸發(fā)、蒸餾、干燥等單元操作中，都要向這些設(shè)備輸入或輸出熱量。 總之， 無(wú)論是在能源，宇航，化工，動(dòng)力，冶金，機(jī)械，建筑等工業(yè)部門，還是在農(nóng)業(yè)，環(huán)境等部門中都涉及到許多有關(guān)傳熱的問(wèn)題。熱力學(xué)不研究引起傳熱的機(jī)理和傳熱的快慢，它僅研究物質(zhì)的平衡狀態(tài)，確定系統(tǒng)由一個(gè)平衡狀 態(tài)變成另一個(gè)平衡狀態(tài)所需的總能量；而傳熱學(xué)研究能量的傳遞速率，因此可以認(rèn)為傳熱學(xué)士熱力學(xué)的擴(kuò)展。熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩部分之間存在溫度差。熱對(duì)流僅發(fā)生在流體中，產(chǎn)生原因有二：一是因流體中各處溫度不同而引起密度的差別，使流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生相對(duì) 位移的自然對(duì)流；二是因泵或攪拌等外力所致的質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)制對(duì)流。 （ 3）熱輻射 因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞稱為熱輻射。 在化工生產(chǎn)中為了實(shí)現(xiàn)物料之間能量傳遞過(guò)程需要一種傳熱設(shè)備。在化工生產(chǎn)中，為了工藝流程的需要，往往進(jìn)行著各種不同的換熱過(guò)程：如加熱、冷卻、蒸 發(fā)和冷凝。它是化工煉油，動(dòng)力，原子能和其他許多工業(yè)湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5 部門廣泛應(yīng)用的一種通用工藝設(shè)備，對(duì)于迅速發(fā)展的化工煉油等工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，換熱器尤為重要。任何化工生產(chǎn)中，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，它在生產(chǎn)中都占有主導(dǎo)地位。 （ 1） 管殼式換熱器 管殼式換熱器又稱列管式換熱器，是典型的換熱設(shè)備，再設(shè)計(jì)、制造和選用方面，許多國(guó)家都有相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。雖然在換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊和金屬消耗量方面不及其他類型的換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可靠性高，選材范圍廣，耐壓，耐溫，操作彈性大等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。奇特點(diǎn)事結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、造價(jià)低廉、檢修清洗方便。按使用狀態(tài)不同，蛇管式換熱器又分為沉侵式蛇管換湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院