【正文】 其他型式。適用于不同介質(zhì)、不同工況、不同溫度、不同壓力的換熱器，結(jié)構(gòu)型式也不同，換熱器的具體分類(lèi)如下： 換熱器按傳熱原理可分為： 1）間壁式換熱器 間壁式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開(kāi)的空間里流動(dòng)，通過(guò)壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對(duì)流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。 換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于耗能用量大的領(lǐng)域。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源利用、開(kāi)發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)存在兩種以上的流體參加換熱，但它的基本原理與前一種情形并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)別。換熱器是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將通過(guò)把工藝設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行完整的換熱器設(shè)計(jì)，掌握化工設(shè)備設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，熟悉和了解有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)去分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使我們受到本專(zhuān)業(yè)工程師的系統(tǒng)訓(xùn)練。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)U型管換熱器強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，掌握典型過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的一般程序，初步掌握科學(xué)研究的基本方法與科學(xué)論文的寫(xiě)作技巧與規(guī)范。這方面的研究進(jìn)展對(duì)于改善石油、化工、醫(yī)藥、食品等眾多生產(chǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)工藝、節(jié)省能源消耗、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力，具有十分重要的意義。管殼式換熱器的效率問(wèn)題是設(shè)計(jì)的核心。近年來(lái)盡管管殼式換熱器也受到了新型換熱器的挑戰(zhàn),但由于管殼式熱交換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、操作彈性大、應(yīng)用材料廣等優(yōu)點(diǎn),管殼式換熱器目前仍是化工、石油和石化行業(yè)中使用的主要類(lèi)型換熱器,尤其在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備中仍占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。換熱器分類(lèi)方式多樣，按照其工作原理可分為：直接接觸式換熱器、蓄能式換熱器和間壁式換熱器三大類(lèi)，其中間壁式換熱器用量最大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，這類(lèi)換熱器占總用量的99%。（5）抗腐蝕及控制結(jié)垢的研究（涉及使用壽命及保持傳熱效率）。（3）強(qiáng)化傳熱的研究：如強(qiáng)化傳熱管研究、板管的研究（如板殼式、板空冷等）。這方面研究主要涉及到：物性模擬研究、分析設(shè)計(jì)研究（如溫度場(chǎng)、流動(dòng)分布的模擬研究等）、傳熱及流動(dòng)試驗(yàn)和工藝計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)等。關(guān)鍵詞：傳熱面積，傳熱系數(shù)，U型式換熱器，管殼式換熱器目錄1緒論 1 1 1 設(shè)計(jì)目的與要求 2 換熱器簡(jiǎn)介 2 2 2 課題簡(jiǎn)介 6 U型管式換熱器 7 換熱器選型 7 8 設(shè)計(jì)內(nèi)容 8 8 8 9 9 9（1）根據(jù)原始數(shù)據(jù)表1 與定性參數(shù)表2計(jì)算傳熱量 9 12 12 校核傳熱系數(shù)K 122 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 殼體、管箱殼體和封頭設(shè)計(jì) 14 殼體的設(shè)計(jì) 14 14 封頭設(shè)計(jì) 14 進(jìn)出口設(shè)計(jì) 15 接管直徑的計(jì)算 16 接管的外伸長(zhǎng)度 16 接管與筒體、管箱殼體的連接 16 接管的最小位置 16 管板與換熱管 18 管板 18 換熱管 21 殼體與管板、管板與法蘭及換熱管的連接 22 殼體與管板的連接 23 換熱器與管板的連接 23 其他各部件結(jié)構(gòu) 23 折流板和支持板 23 拉桿、定距管 26 防沖板 28 鞍座的設(shè)計(jì) 283 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 29 鋼材的選擇 29 殼體、封頭、法蘭及開(kāi)口補(bǔ)強(qiáng) 29 殼體的設(shè)計(jì) 29 內(nèi)壓封頭設(shè)計(jì) 31 法蘭設(shè)計(jì) 32 開(kāi)口補(bǔ)強(qiáng) 38 管板 41 墊片壓緊力作用中心圓直徑 42（1）墊片設(shè)計(jì) 42 確定管板設(shè)計(jì)壓力 43 管板計(jì)算厚度和名義厚度 43 換熱管軸向應(yīng)力 43 換熱器和管板連接拉脫力 44 支座 44 計(jì)算鞍座反力 44 計(jì)算圓筒軸向彎矩 45 計(jì)算圓筒軸向應(yīng)力 45 計(jì)算圓筒、封頭切向應(yīng)力 47 計(jì)算圓筒周向應(yīng)力 48 計(jì)算鞍座有效斷面平均應(yīng)力 484換熱器的制造、檢驗(yàn)、安裝與維修 4檢驗(yàn)與驗(yàn)收 49 49 換熱管 49 49 折流板、支持板 50 管束的組裝 50 50 壓力試驗(yàn) 50 換熱器的安裝與維護(hù) 50 50 維護(hù) 51結(jié) 論 52致 謝 53參 考 文 獻(xiàn) 541緒論隨著世界性的能源危機(jī)波及到了裝備制造業(yè)及石油化工這些耗材及耗能的大戶(hù)，以及國(guó)家節(jié)能減排長(zhǎng)期國(guó)策的確立，作為能量回收裝備—熱交換設(shè)備的提高傳熱效能及降低能耗的研究被提高到了很重要的地位。依據(jù)GB1501998《鋼制壓力容器》和GB1511999《管殼式換熱器》等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)換熱器各零部件結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括筒體、管箱管板以及進(jìn)出口管等。繪圖(表)符合要求。0—15分綜合能力論文能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，有一定見(jiàn)解和實(shí)用價(jià)值。論文（設(shè)計(jì)）日期：任務(wù)下達(dá)日期 完成日期 指導(dǎo)教師簽字： 新 疆 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）成 績(jī) 評(píng) 定 報(bào) 告序號(hào)評(píng)分指標(biāo)具 體 要 求分?jǐn)?shù)范圍得 分1學(xué)習(xí)態(tài)度努力學(xué)習(xí)，遵守紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期完成規(guī)定的任務(wù)。（5）格式規(guī)范，嚴(yán)格按系部制定的論文格式模板調(diào)整格式。（3）主題明確，思路清晰。新疆工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2013屆 題 目 專(zhuān) 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 小組成員 指導(dǎo)教師 蔡香麗、薛風(fēng) 完成日期 新疆工程學(xué)院教務(wù)處印制新 疆 工 程 學(xué) 院畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）任 務(wù) 班級(jí) 專(zhuān)業(yè) 姓名 日期 論文（設(shè)計(jì)）題目： 論文（設(shè)計(jì)）要求：（1）學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，最好是獨(dú)立完成。（2）選題有一定的理論意義與實(shí)踐價(jià)值，必須與所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)。（4）文獻(xiàn)工作扎實(shí)，能夠較為全面地反映論文研究領(lǐng)域內(nèi)的成果及其最新進(jìn)展。（6）所有學(xué)生必須在5月15日之前交論文初稿。0—10分2能力與質(zhì)量調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類(lèi)信息并從中獲取新知識(shí)的能力。0—25分論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論證、分析邏輯清晰、正確合理，0—20分3工作量?jī)?nèi)容充實(shí)，工作飽滿(mǎn)，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。0— 15分4撰寫(xiě)質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語(yǔ)符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，字跡工整，書(shū)寫(xiě)格式規(guī)范， 0— 15分合計(jì)0—100分評(píng)語(yǔ)：成 績(jī)： 評(píng)閱人（簽名）： 日 期： 畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況自 述 情 況清 晰、完 整流 利簡(jiǎn) 練清 晰完 整完 整熟 悉內(nèi) 容基 本完 整熟 悉內(nèi) 容不 熟悉 內(nèi)容提 出 問(wèn) 題回 答 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯小組評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)綜合成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日U型管換熱器設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)：姓名：(新疆工程學(xué)院, 烏魯木齊 830091)摘要：本設(shè)計(jì)著重就U型管換熱器的設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)要論述了其加工制造過(guò)程，就已所給物性參數(shù)與生產(chǎn)量為基礎(chǔ)，利用傳熱原理和傳熱技算所得換熱器面積確定U型管換熱器的基本形式。最后還介紹了U型管換熱器檢驗(yàn)、安裝、維修的內(nèi)容。這些研究歸納為以下幾個(gè)方面：（1）傳熱與流動(dòng)研究：旨在提髙傳熱及壓降計(jì)算的準(zhǔn)確性，尋求提髙傳熱效率，降低壓降的途徑。（2）換熱設(shè)備大型化、新型熱交換設(shè)備的開(kāi)發(fā)及降低能耗、節(jié)水的研究。（4）材料研究（相容性及經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合）。換熱器是進(jìn)行熱交換操作的通用工藝設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門(mén)，尤其在石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用更為廣泛。間壁式換熱器又可分為管殼式和板殼式換熱器兩類(lèi)，其中管殼式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，在長(zhǎng)期的操作過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)資料比較齊全，在許多國(guó)家都有了系列化標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)已制定了列管式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，但還有很多場(chǎng)合，所用列管式換熱器是根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)的非定型設(shè)備。多年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)列管式換熱器的研究工作從來(lái)都沒(méi)有間斷過(guò)，目前研究的焦點(diǎn)主要集中在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備，如何優(yōu)化它們的結(jié)構(gòu)以提高其傳熱效果。 設(shè)計(jì)目的與要求通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生得到從事實(shí)際工作所必需的基本訓(xùn)練和進(jìn)行科學(xué)研究工作的初步能力。本設(shè)計(jì)要求我們熟悉過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的基本方法跟程序，熟悉相關(guān)的國(guó)家級(jí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，掌握設(shè)計(jì)方法跟程序，能獨(dú)立完成課題所規(guī)定的內(nèi)容。 換熱器簡(jiǎn)介 換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)不同溫度流體間的熱能傳遞，又稱(chēng)熱交換器。 在換熱器中，至少有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。 在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，占有十分重要的地位。換熱器的設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問(wèn)世。隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類(lèi)越來(lái)越多。因此又稱(chēng)表面式換熱器，這類(lèi)換熱器應(yīng)用最廣。2）蓄熱式換熱器 蓄熱式換熱器通過(guò)固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過(guò)加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過(guò)固體物質(zhì)被加熱，使之達(dá)到熱量傳遞的目的。 3）流體連接間接式換熱器 流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來(lái)的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。以回收冷量為目的的同類(lèi)設(shè)備稱(chēng)蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。 4）混合式換熱器 混合式換熱器是通過(guò)冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱(chēng)接觸式換熱器。例如，冷水塔、氣體冷凝器等。 2）加熱器 加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。 4）過(guò)熱器 過(guò)熱器用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過(guò)熱狀態(tài)。 下面我們主要介紹列管式換熱器 。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成?！　?yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積設(shè)備所能提供的傳熱面積大，傳熱效果好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可選用的結(jié)構(gòu)材料范圍寬廣，操作彈性大，大型裝置中普遍采用。 一種流體在管內(nèi)流動(dòng)，其行程稱(chēng)為管程；另一種流體在管外流動(dòng)，其行程稱(chēng)為殼程。列管式換熱器，按材質(zhì)分為碳鋼列管式換熱器，不銹鋼列管式換熱器和碳鋼與不銹鋼混合列管式換熱器三種，按形式分為固定管板式、浮頭式、U型管式換熱器，按結(jié)構(gòu)分為單管程、雙管程和多管程，傳熱面積1～500m2，可根據(jù)用戶(hù)需要定制?！　×泄苁綋Q熱器種類(lèi)很多，目前廣泛使用的按其溫差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)來(lái)分，主要有以下幾種：浮頭式換熱器、固定式換熱器、U形管換熱器、填料函式換熱器等1）浮頭式換熱器浮頭式換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱(chēng)浮頭?！　⌒滦透☆^式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面設(shè)凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側(cè)鉆孔并套絲或焊設(shè)多個(gè)螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關(guān)零部件，浮頭管板密封槽為原凹