【正文】 ters and GB15098 steel pressure vessels The spiral and geometric design and strength calculation spiral plate heat exchanger design of the structure. The conventional design method designed not demolition spiral plate heat exchanger, Implementation of the gasliquid fluid channel in two spiral of the entire current poor low temperature heat exchanger. And the strength calculation used to increase the number of columns from the method improved the spiral body strength and height, thereby increasing the overall capacity confined equipment. Keywords : spiral plate heat exchanger；structural design；strength calculation；spiral 目 錄中文摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ英文摘要……………………………………………………………………………………………Ⅱ第1章 緒論……………………………………………………………………………………1……………………………………………………………………………………1 ………………………………………………………………1 …………………………………………………………………3 ………………………………………………………………………………4 …………………………………………………………………………5 ………………………………………………………………………6……………………………………………………………………………………7 …………………………………………………………………7 ……………………………………………………………………8………………………………………………………………………10第2章 傳熱工藝計(jì)算 …………………………………………………………………………………12 設(shè)計(jì)參數(shù)及任務(wù)…………………………………………………………………………………12……………………………………………………………………………………12 ………………………………………………………………………12 …………………………………………………………………14 傳熱量的計(jì)算……………………………………………………………………………………15 ……………………………………………………………………………………15 螺旋通道與當(dāng)量直徑的計(jì)算……………………………………………………………………16 雷諾數(shù)與普蘭特準(zhǔn)數(shù)……………………………………………………………………16………………………………………………………………………17……………………………………………………………………………………19…………………………………………………………………………20…………………………………………………………………………21……………………………………………………………………21第3章 幾何設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………22…………………………………………………………………………………22…………………………………………………………………………………22…………………………………………………………………………………22……………………………………………………………………………22第4章 流體壓力降…………………………………………………………………………………24……………………………………………………………24……………………………………………………………25……………………………………………………………26…………………………………………………………………………………26第5章 螺旋板的強(qiáng)度與剛度……………………………………………………………29……………………………………………………………………………29…………………………………………………………………………………31第6章 螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………34………………………………………………………………………………34……………………………………………………………………………35……………………………………………………………………………35………………………………………………………………………………35…………………………………………………………………………36 ………………………………………………………………………36 ………………………………………………………………………37 ………………………………………………………………………………37……………………………………………………………………………………38……………………………………………………………………………………39 ……………………………………………………………39………………………………………………………………………………40第7章 螺旋板換熱器的穩(wěn)定性校核………………………………………………………41………………………………………………………………………………41………………………………………………………………………………42………………………………………………………………………………43………………………………………………………………44第8章 螺旋板換熱器的制造簡(jiǎn)介 ………………………………………………………46 制造工藝程序 …………………………………………………………………………………46 螺旋板式換熱器制造質(zhì)量的控制 ……………………………………………………………46 ………………………………………………………………………46 …………………………………………………………………………………46 …………………………………………………………………………………46 ………………………………………………………………………………47 ………………………………………………………………………………47 螺旋板換熱器的裝配與試壓 ……………………………………………………………47第9章 總結(jié)…………………………………………………………………………………………49參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………51致謝…………………………………………………………………………………………………52延安大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒 論 換熱器簡(jiǎn)介 換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用[1] 在工業(yè)生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的設(shè)備，統(tǒng)稱為換熱器。采用的常規(guī)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的不可拆螺旋板式換熱器，實(shí)現(xiàn)了氣液流體在兩螺旋通道內(nèi)的全逆流低溫差換熱。它分為可拆和不可拆兩種結(jié)構(gòu)形式，螺旋體用兩張平行的鋼板卷制而成，具有使介質(zhì)通過(guò)的螺旋通道。s：定壓比熱容=℃，熱導(dǎo)率=，粘度循環(huán)水在34℃下的物性數(shù)據(jù)：密度=㎏/m3，定壓比熱容=℃，熱導(dǎo)率=℃。物性特征：混和氣體在85℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來(lái)自生產(chǎn)中的實(shí)測(cè)值）：密度=70㎏/m3, 粘度=105 Pa 螺旋板式換熱器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)任務(wù)題目：反應(yīng)器的混合氣體換熱器設(shè)計(jì)（螺旋板式）二、設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)條件生產(chǎn)過(guò)程的流程如圖所示，反應(yīng)器的混合氣體經(jīng)與進(jìn)料物流換熱后，用循環(huán)冷卻水將其從110℃進(jìn)一步冷卻至60℃之后，進(jìn)入吸收塔吸收其中的可溶組分。㎏/h， MPa，循環(huán)水的入口溫度為29℃，出口溫度為39℃，試設(shè)計(jì)一臺(tái)列管式換熱器，完成該生產(chǎn)任務(wù)。s,定壓比熱容 =℃，熱導(dǎo)率=℃下的物性數(shù)據(jù)：密度 =㎏/m3，定壓比熱容=℃，熱導(dǎo)率 =℃，粘度=103 Pa三、設(shè)計(jì)內(nèi)容換熱器熱設(shè)計(jì)換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)換熱器強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)及圖紙 摘 要螺旋板式換熱器是以螺旋體為換熱元件的高效換熱設(shè)備，在化工、石油、輕工等許多工業(yè)部門有著廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)參照《不可拆螺旋板式換熱器型式與基本參數(shù)》和GB15098《鋼制壓力容器》進(jìn)行螺旋體的幾何設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算以及螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)采用增加定距柱數(shù)目的方法提高了螺旋體的強(qiáng)度和高度，從而提高了整個(gè)設(shè)備的承壓能力。換熱器作為通用工藝設(shè)備，在化工、石油、動(dòng)力、原子能、食品、輕工等許多工業(yè)部門有著廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在，為了適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代化的需要，無(wú)論從有關(guān)工業(yè)本身的發(fā)展或從能源的開(kāi)發(fā)、利用和節(jié)約來(lái)看，對(duì)換熱器都提出了更高的要求，現(xiàn)在對(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。例如，在氮肥生產(chǎn)中，氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w要在500℃左右的高溫才能在催化劑的作用下合成氨，而氨與未反應(yīng)的氮、氫氣體的分離，則需要通過(guò)冷卻與冷凝的辦法以液體的形式分離出來(lái)。在酒精生產(chǎn)中，酒精精餾塔在操作時(shí)候，原料液需預(yù)熱，釜底液體需要在再沸器中加熱，塔頂產(chǎn)生的蒸氣需冷凝。換熱氣在化工行業(yè)中的應(yīng)用是十分廣泛的，各種化工生產(chǎn)工藝幾乎都要甬道它。然后，再重復(fù)新的循環(huán)。 在火力發(fā)電廠中，裝有預(yù)熱器、燃油加熱器、給水加熱器、蒸汽冷凝器等一系列的換熱氣。燃料在爐膛中燃燒產(chǎn)生的熱量，通過(guò)爐膛受熱面、對(duì)流蒸發(fā)受熱面、過(guò)熱器及省煤器加熱共質(zhì)，使工質(zhì)汽化、過(guò)熱成為能輸往蒸汽輪機(jī)的符合要求的過(guò)熱蒸汽。核燃料裂變所產(chǎn)生的大量的熱量首先傳給冷卻劑，冷卻劑在蒸汽發(fā)生器中再將熱量傳給水、使水汽化成蒸汽，由蒸汽來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。 （2）換熱器在節(jié)能降耗中的應(yīng)用 換熱器在節(jié)能技術(shù)改造中具有很重要的作用，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱氣，提高這些換熱氣的效率，顯然可以減少能源的消耗；另一方面，用換熱器來(lái)回收工業(yè)余熱，可以顯著地提高設(shè)備的熱效率。它還廣泛應(yīng)用于化工、石油、動(dòng)力和原子能等工業(yè)部門。換熱器在節(jié)能技術(shù)改造中具有很重要的作用,表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器,提高這些換熱器的效率,顯然可以減少能源的消耗。工業(yè)爐煙氣的余熱回收，應(yīng)滿足爐內(nèi)需要以節(jié)省爐用高質(zhì)燃料；考慮外部需要，爭(zhēng)取得到更大的經(jīng)濟(jì)效益。由于工業(yè)余熱分布廣、形式各種各樣，故節(jié)能方案也各不相同，但在各種節(jié)能方案中，換熱器幾乎是不可缺少的。換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用，至少已有200余年的歷史。紐可門于1712年制成的蒸汽機(jī)，冷凝是在汽缸里進(jìn)行的，效率低，煤耗大，且不能連續(xù)作功，所以不能用于工業(yè)生產(chǎn)。使蒸汽機(jī)的效率提高了五倍，煤耗減少了四分之三，更重要的是改造后的蒸汽機(jī)可以連續(xù)作功，使工業(yè)應(yīng)用成為可能。從此，換熱器也就越來(lái)越受到人們的重視。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長(zhǎng)期以來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。接著英國(guó)用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開(kāi)始注意。此外，自60年代開(kāi)始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。換熱器按作用原理或傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。 蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面，從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。 間壁式換熱器根據(jù)傳熱面的結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板面式和其他型式。按生產(chǎn)中使用目的分類：可分成冷卻器、加熱器、冷凝器、汽化器 (或再沸器)和換熱器等。按換熱器傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)分類：它用于區(qū)分各種形式的間壁式換熱器，其分類有：1．通過(guò)管壁傳熱的換熱器(即“管式”)(1)蛇管式換熱器；(2)套管式換熱器；(3)管殼式(列管式)換熱器：這類換熱器又可分為固定管板式、U形管式和浮頭式等2．通過(guò)板面?zhèn)鳠岬膿Q熱器(即“板面式”)(1)螺旋板式換熱器；(2)板式換熱器；(3)傘板式換熱器；(4)板翅式換熱器；(5)板殼式換熱器；3．其它形式的換熱器； 這類換熱器一般都是為了滿足某些特殊要求而出現(xiàn)的，有些還處于發(fā)展階段，其中比較成熟的，如回轉(zhuǎn)式換熱器和熱管等。/m179。)等方面都不如其它新型換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，操作彈性大(指流體的溫度和流量等參數(shù)在一定范圍內(nèi)有短時(shí)間的波動(dòng)，對(duì)生產(chǎn)不會(huì)帶來(lái)太大的影響)和使用材料范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。(1)蛇管式換熱器：它是最早出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作方便的傳熱設(shè)備。a、沉浸式蛇管換熱器：蛇管多用金屬管子彎制而成,或制成適應(yīng)容器要求的形狀,沉浸在容器中。這種換熱器