【正文】 定性溫度：對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會(huì)加快污垢增長(zhǎng)速度，使換熱器的熱流量下降，考慮到散熱降溫方面的因素，應(yīng)使循環(huán)自來(lái)水走管程，而使煤油走殼程。 管程安排(流動(dòng)空間的選擇)及流速確定已知兩流體允許壓強(qiáng)降不大于100kPa；兩流體分別為煤油和自來(lái)水。在設(shè)計(jì)或選型時(shí)，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要，這一標(biāo)準(zhǔn)就尤為重要了。設(shè)備與部件應(yīng)便于運(yùn)輸與拆卸，在廠房移動(dòng)時(shí)不會(huì)受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排放口，檢查孔與敷設(shè)保溫層。（2）安全可靠 換熱器是壓力容器，在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)遵循我國(guó)《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中地位和作用不同，換熱器的類(lèi)型也多種多樣，不同類(lèi)型的換熱器自然有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)與性能；所以在換熱器的設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇使用的類(lèi)型，然后計(jì)算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分的活躍。在化工廠，換熱器的費(fèi)用約占總費(fèi)用的10%20%，在煉油廠約占總費(fèi)用的35%40%。這種熱補(bǔ)償方法簡(jiǎn)單，但不宜用于兩流體溫度差太大（不大于70℃）和殼方流體壓強(qiáng)過(guò)高（一般不高于600kPa）的場(chǎng)合。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。 固定管板式即兩端管板和殼體連結(jié)成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛，如表21所示。 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱(chēng)為熱交換器，即簡(jiǎn)稱(chēng)換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備。換熱器在其他部門(mén)如動(dòng)力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞: 換熱器 管箱 殼體 管板 封頭畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙目 錄1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1 題目 1 任務(wù)及操作條件 1 列管式換熱器的選擇與核算 1 2 概述 2 換熱器概述 2 固定管板式 3 4 設(shè)計(jì)背景 4 設(shè)計(jì)要求 4 3 熱量設(shè)計(jì) 6 初選換熱器的類(lèi)型 6 管程安排(流動(dòng)空間的選擇)及流速確定 6 確定物性數(shù)據(jù) 7 計(jì)算總傳熱系數(shù) 7 煤油的流量 7 熱流量 7 平均傳熱溫差 7 冷卻水用量 8 總傳熱系數(shù)K 8 11 4 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 管徑和管內(nèi)流速 12 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 12 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 12 殼程內(nèi)徑及換熱管選型匯總 13 殼體內(nèi)徑 13 換熱管的選型匯總 14 折流板 15 接管 18 殼程流體進(jìn)出口時(shí)接管 18 管程流體進(jìn)出口時(shí)的接管 18 接管最小位置 18 壁厚的確定、封頭 19 壁厚 19 橢圓形封頭 19 20 管板結(jié)構(gòu)尺寸 20 管板與殼體的連接 20 管板厚度 21 換熱管 21 換熱管的規(guī)格及尺寸偏差 21 傳熱管排列和分程方法 21 橫過(guò)管束中心線的管數(shù) 22 布管限定圓 22 分程隔板 23 分程隔板尺寸 23 管子和分程隔板的連接 23 23 拉桿的直徑與數(shù)量 23 連接與尺寸 24 25 . 防沖板或?qū)Я魍驳倪x擇、鞍式支座的示意圖(BI型) 26 防沖板或?qū)Я魍驳倪x擇 26 26 管壁溫度的估算 26 管子拉脫力 26 換熱器核算 28 28 殼程對(duì)流傳熱系數(shù) 28 管程對(duì)流傳熱系數(shù) 29 傳熱系數(shù)K 29 傳熱面積S 30 30 30 殼程流動(dòng)阻力 31 管束振動(dòng)的計(jì)算 33 33 撞擊破壞 33 擋板損傷 33 接頭泄漏 33 應(yīng)力疲勞 33 冶金失效 34 材料缺陷擴(kuò)展 34 34 漩渦脫落誘導(dǎo)振動(dòng) 34 紊流抖振 35 流體彈性激振 36 36 設(shè)計(jì)結(jié)果表匯 38 謝 詞 40 參考文獻(xiàn) 42 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目煤油冷卻器的設(shè)計(jì) 任務(wù)及操作條件 處理能力：10萬(wàn)噸/年煤油 設(shè)備形式：列管式換熱器 操作條件(1).煤油：入口溫度140℃，出口溫度40℃(2).冷卻介質(zhì)：自來(lái)水，入口溫度30℃，出口溫度40℃(3).允許壓強(qiáng)降：不大于100kPa(4).煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3，(kg.℃)，(m.℃)(5).每年按330天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行 列管式換熱器的選擇與核算 傳熱計(jì)算 管、殼程流體阻力計(jì)算 管板厚度計(jì)算 U形膨脹節(jié)計(jì)算（浮頭式換熱器除外） 管束振動(dòng) 管殼式換熱器零部件結(jié)構(gòu)2 概述 換熱器概述換熱器是化工、煉油工業(yè)中普遍應(yīng)用的典型的工藝設(shè)備。換熱器由筒體、管箱、封　　頭、支座、換熱管、折流板、管板及接管、法蘭等組成。缺點(diǎn)：殼程無(wú)法進(jìn)行機(jī)械清洗，殼程檢查困難，殼體與管子之間無(wú)溫差補(bǔ)償元件時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，即溫差較大時(shí)需采用膨脹節(jié)或波紋管等補(bǔ)償元件以減小溫差應(yīng)力。其中，換熱器是目前應(yīng)用較為廣泛的換熱設(shè)備。本文引用這三年學(xué)過(guò)的書(shū)本知識(shí)及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)換熱器的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。 。 ，內(nèi)容正確，條理分明 。遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目： 煤油冷卻器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 至 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 對(duì)換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，傳熱計(jì)算、管、殼程流體阻力計(jì)算、管板厚度計(jì)算、換熱器厚度及內(nèi)經(jīng)、管束振動(dòng)、管殼式換熱器零部件結(jié)構(gòu)等等。 設(shè)計(jì)（論文）的主要技術(shù)指標(biāo) 1處理能力：10萬(wàn)噸/年煤油 2 設(shè)備形式：列管式換熱器 3 操作條件 (1).煤油：入口溫度140℃，出口溫度40℃ (2).冷卻介質(zhì)：自來(lái)水，入口溫度30℃，出口溫度40℃ (3).允許壓強(qiáng)降：不大于100kPa 設(shè)計(jì)（論文）的基本要求 。 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 夏清，姚玉英,陳常貴,等. 化工原理[M]. 天津：天津大學(xué)出版社，2001 [2] 華南理工大學(xué)化工原理教研組. 化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996 [3] 刁玉瑋,王立業(yè). 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第五版）[M]. 大連：大連理工大學(xué)出版社, 2000 [4] 大連理工大學(xué)化工原理教研室．化工原理課程設(shè)計(jì)[M]. 大連：大連理工大學(xué)出版社，1996 [5] 魏崇光，鄭曉梅. 化工工程制圖[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1998 [6] 婁愛(ài)娟,吳志泉. 化工設(shè)計(jì)[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2002 [16]化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2003 進(jìn)度安排及完成情況序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段任務(wù)日 期完成情況1查閱畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料4月11日~ 4月17日2確定畢業(yè)設(shè)計(jì)選題及設(shè)計(jì)步驟4月18日~4月24日3計(jì)算設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)4月25日~5月8日4撰寫(xiě)畢業(yè)論文5月9日~ 6月19日5準(zhǔn)備畢業(yè)答辯6月20日~ 6月24日學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 系主任簽名： 2011 年 月 日 摘 要這篇論文主要介紹的是換熱器機(jī)械計(jì)算等相關(guān)的設(shè)計(jì)過(guò)程。換熱器是目前許多工業(yè)部門(mén)廣泛應(yīng)用的通用工藝設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在相同管束情況下其殼體內(nèi)徑最小，管程分程較方便。我設(shè)計(jì)的換熱器內(nèi)部以換熱管和折流板做為基本構(gòu)件，冷介質(zhì)、余熱介質(zhì)分別在管程與殼程之間流動(dòng)，以達(dá)到降溫或升溫的效果?！　⊥ㄟ^(guò)強(qiáng)度計(jì)算合理選擇材料，確保安全運(yùn)行，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低設(shè)備的制造成本，實(shí)現(xiàn)化工單元操作的最佳化。在化工廠，換熱器的費(fèi)用約占總費(fèi)用的10%～20%，在煉油廠約占總費(fèi)用35%～40%。因此，設(shè)計(jì)和選擇得到使用、高效的換熱器對(duì)降低設(shè)備的造價(jià)和操作費(fèi)用具有十分重要的作用。換熱器的類(lèi)型按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。表21 傳熱器的結(jié)構(gòu)分類(lèi)類(lèi)型特點(diǎn)間壁式壁間式管殼式列管式固定管式剛性結(jié)構(gòu)用于管殼溫差較小的情況（一般≤50℃），管間不能清洗帶膨脹節(jié)有一定的溫度補(bǔ)償能力，殼程只能承受低壓力浮頭式管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場(chǎng)合U型管式管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)清洗及檢修困難填料函式外填料函管間容易泄露，不宜處理易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的介質(zhì)內(nèi)填料函密封性能差，只能用于壓差較小的場(chǎng)合釜式殼體上部有個(gè)蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮雙套管式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要用于高溫高壓場(chǎng)合和固定床反應(yīng)器中套管式能逆流操作，用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器或預(yù)熱器螺旋管式沉浸式用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱噴淋式只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝板面式板式拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性較大的液體間換熱螺旋板式可進(jìn)行嚴(yán)格的逆流操作，有自潔的作用，可用做回收低溫?zé)崮軅惆迨浇Y(jié)構(gòu)緊湊，拆洗方便，通道較小、易堵，要求流體干凈板殼式板束類(lèi)似于管束，可抽出清洗檢修，壓力不能太高混合式適用于允許換熱流體之間直接接觸蓄熱式換熱過(guò)程分階段交替進(jìn)行，適用于從高溫爐氣中回收熱能的場(chǎng)合 固定管板式 因設(shè)計(jì)需要，下面簡(jiǎn)單介紹一下固定管板式換熱器。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應(yīng)是較為潔凈且不易結(jié)垢的物料。有具有補(bǔ)償圈（或稱(chēng)膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束的熱膨脹程度不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。圖21 固定管板式換熱器的示意圖1擋板 2補(bǔ)償圈 3放氣嘴 設(shè)計(jì)背景