【正文】 unt .Recuperative heat exchanger can be divided into a shell and tube and shell heat exchanger types, including shell and tube heat exchanger in the longterm operation has accumulated rich experience in the design data more plete, in many countries have a standard series, industrial production has high reliability and wide range of adaptability.Design of this project a fixed tube heat exchanger, heat exchanger relative to other types , it has the following advantages: simple structure, easy processing, low cost, within the same shell diameter discharge pipe up, pact structure, you can use the kind of material tubes, treatment media including phase transition and no phase change heat transfer process a variety of media. According to GB1511999 ‘shell and tube heat exchangers’, GB1501998 ‘Steel Pressure Vessels’ for design, including the following four sections: literature review, heat transfer process calculation, strength check CAD drawings.First, the literature review : Review and issues related to foreign journals, writing literature review .Second, the heat transfer process calculation : According to the data related to the investigation and calculation of effective physical parameters of mean temperature difference, Calculated by the DittusBoetler tube heat transfer coefficient, Similarly, relevant formula shell heat exchanger heat transfer coefficient and an initial structure。 calculated according to the relevant tube and shell side pressure drop pressure drop and be checked. Third, the strength check : Select exchanger materials, specifications and arrangement, determine the cylinder wall thickness, tube box with a short section of wall thickness of the tube head and conduct stress check with the hydraulic test, selection device flange and take over the flange, design tube plate thickness and dangerous conditions of the tube sheet stress, stress shell flanges, pipe stress, axial stress cylindrical shell, pulloff force to be checked, Tie with fixed pitch pipe to determine, baffles, antired plates, partition plates choice, takeover selection and the need to determine the opening reinforcement, saddle selection and stress check. Fourth, the use of AutoCAD software for graphic design, drawings, including assembly drawings and rod, so the tube plate, left tube boxes and other parts diagram .Heat exchanger can be either a standalone device, but also a part of the process equipment. Its main function is to ensure that the process media required for the particular temperature, but also improve the energy efficiency of the main equipment. Through this design makes me a better understanding of the various factors that influence the heat transfer process, and by changing them to conform to the design requirements. At the same time, also because of CAD drawing in the various difficulties encountered with errors and corrections in the gradual process of overing and a portion of the heat exchanger to know the specific structure and why.Keywords : Heat exchanger 。 Fixed tube plate沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄目錄 引言 1 第一章 緒論 2 研究的目的和意義 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 3 發(fā)展方向 7 第二章 傳熱工藝計(jì)算 8 8 定性溫度及物性參數(shù) 8 9 9 10 11 11 12 13 13 14 第三章 強(qiáng)度計(jì)算 15 15 15 16 16 18 18 20 設(shè)備法蘭的選擇 20 接管法蘭的選擇 管板的設(shè)計(jì) 21. 折流板的選擇 37 選型 37 折流板尺寸 37 換熱管無(wú)支撐跨距或折流板間距 37 折流板厚度 37 折流板直徑 38 管箱短節(jié)壁厚的計(jì)算 38 拉桿和定距管的確定 38 分程隔板厚度選取 39 支座的選擇及應(yīng)力校核 39 支座的選擇 39 鞍座的應(yīng)力校核 41參考文獻(xiàn) 43附錄一 英文文獻(xiàn)原文 46附錄二 英文文獻(xiàn)翻譯 63沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 引言引言換熱器設(shè)備是化學(xué)工業(yè)石油工業(yè)、石油化工等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，為了幫助我們的復(fù)習(xí)與鞏固以往學(xué)習(xí)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并對(duì)換熱器設(shè)備有一個(gè)深入了解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，又是一項(xiàng)獨(dú)立的創(chuàng)造性工作。 由于知識(shí)貧乏與經(jīng)驗(yàn)不足，這次設(shè)計(jì)中不可避免的會(huì)有錯(cuò)漏之處，敬請(qǐng)老師們給予諒解。世界各國(guó)在尋找新能源的同時(shí)，也更加注重了節(jié)能新途徑的研發(fā)。換熱器由于其在化工、石油、動(dòng)力和原子能等工業(yè)部門(mén)的廣泛應(yīng)用，使得換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù)一直以來(lái)受到研究人員的重視，各種研究成果不斷涌現(xiàn)[1]。在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的40%左右,占總投資的30%一45%。 目前,在換熱設(shè)備中,管殼式換熱器使用量最大。 換熱器換熱過(guò)程是為了實(shí)現(xiàn)下列目的：⑴通過(guò)減小設(shè)計(jì)傳熱面積來(lái)減小換熱器的體積和質(zhì)量⑵．提高已有換熱器的換熱能力⑶．使換熱器能在較低額溫差下正常工作⑷．通過(guò)減小換熱器的流體阻力來(lái)減少換熱器的動(dòng)力消耗2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 換熱管是管殼式換熱器的主要組成部分，以下是列舉的集中國(guó)內(nèi)外新型高效換熱管以及它們的作用 螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管,管壁上的螺旋槽能在有相變和無(wú)相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù),起到雙邊強(qiáng)化的作用。美國(guó)、英國(guó)、日本從1970年至1980年間對(duì)螺旋槽管進(jìn)行了大量的研究[1] 華南理工大學(xué)曾研究過(guò)1974年前蘇聯(lián)提出的一種換熱管，研究表明：在相同流速下，橫紋管的流體阻力較單頭螺旋槽管的流體阻力要小。隨著雷諾數(shù)的增大,通常也可提高傳熱系數(shù)50%以上。管子具有獨(dú)特結(jié)構(gòu),流體在管內(nèi)處于螺旋流動(dòng),促使湍流程度。 該公司還開(kāi)發(fā)了一種叫HitranMatrixElements的花環(huán)式插入物,能在不增大壓降的條件下大大提高傳熱系數(shù)。用于氣體工況,可使相應(yīng)值提高5倍。該換熱管在1971年由美國(guó)提出，日本，俄羅斯等國(guó)家進(jìn)行過(guò)大量研究，研究表明：內(nèi)翅片管的可以使管內(nèi)換熱系數(shù)提高到光管的25倍[6] 縮放管是由依次交替的多節(jié)漸縮段和漸擴(kuò)段構(gòu)成,流體在該管結(jié)構(gòu)的作用下引起湍動(dòng),從而提高傳熱效率。華南理工大學(xué)提出一種改型縮放管,將每個(gè)縮放單元段中的擴(kuò)張段減到最小,并采用外凸圓弧、內(nèi)凹弧和直線(xiàn)相連接的方式。陳穎[8,9]經(jīng)實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算,表明該改進(jìn)型縮放管有較好的強(qiáng)化傳熱效果。流體在管內(nèi)受到三維肋的作用而使其熱邊界層的厚度減薄,從而提高對(duì)流傳熱膜系數(shù)。[11] 美國(guó)菲利浦石油公司于20世紀(jì)70年代,為改進(jìn)傳統(tǒng)換熱器中管子與折流板的切割破壞和流體誘導(dǎo)作用，開(kāi)發(fā)了殼程流體縱流折流桿式換熱器。[1213] 從結(jié)構(gòu)上看該換熱器主要包括2大類(lèi):一類(lèi)是沒(méi)有中心管,折流板為非整體連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)原理為:將圓截面的特制板安裝在“虛擬螺旋折流系統(tǒng)”中,每塊折流扳占換熱器殼程橫剖面的1/4,傾角朝向換熱器的軸線(xiàn),使殼程流體做螺旋運(yùn)動(dòng),減少了管板與殼體之間易結(jié)垢的死角,從而提高了換熱效率。另一類(lèi)是設(shè)有中心管,折流板為整體連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)。另外遼寧石油化工大學(xué)陳世醒[16]又提出了一種特殊形式的折流板。、18176。、40176。的綜合性能最好。研究表明,空心環(huán)管殼式換熱器取代折流板式換熱器使換熱器鋼材減少35%～50%,氣體壓降減少30%～40%,已成功應(yīng)用于硫酸工業(yè)與石化工業(yè)。空心環(huán)常常與強(qiáng)化傳熱管配合使用,能夠同時(shí)強(qiáng)化管程、殼程傳熱,可獲得比普通光管高80%～100%的傳熱膜系數(shù)。3 發(fā)展方向 管殼式換熱器是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備,它具有高的可靠性和簡(jiǎn)單易用性。綜上所述,隨著強(qiáng)化傳熱理論的研究,加強(qiáng)管殼式換熱器的改進(jìn),將高效傳熱管與殼程強(qiáng)化傳熱的支撐結(jié)構(gòu)相結(jié)合是今后換熱器發(fā)展的一個(gè)重要方向。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 傳熱工藝計(jì)算第二章 傳熱工藝計(jì)算殼程煤油的流量殼程煤油的進(jìn)口溫度 120℃殼程煤油的進(jìn)口溫度殼程柴油的工作壓力管程冷卻水的進(jìn)口溫度管程冷卻水的出口溫度管程冷卻水的工作壓力 定性溫度及物性參數(shù)管程冷卻水定性溫度=30管程冷卻水密度查物性表得=管程冷卻水比熱查物性表得=管程冷卻水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得= 管程冷卻水的粘度=管程冷卻水普朗特?cái)?shù)查物性表得Pr2=殼程煤油定性溫度==40+(120－40)=64殼程煤油密度查物性表得殼程煤油比熱查物性表得殼程煤油導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得殼程煤油黏度殼程煤油普朗特?cái)?shù)查物性表得Pr1=1000μ1Cp1／λ1=取定換熱效率為則設(shè)計(jì)傳熱量:冷卻水流量: = 參數(shù)P：參數(shù)R：換熱器按單殼程四管程設(shè)計(jì)， 則查《管殼式換熱器原理與設(shè)計(jì)》圖 26（a） 得： 溫差校正系數(shù)： 有效平均溫差： 參考表2—7《管殼式換熱器原理與計(jì)算》初選傳熱系數(shù)： 則初選傳熱面積為：選用 不銹鋼的無(wú)縫鋼管作換熱管。則弓形折流板的弓高為： 折流板間距為： 折流板數(shù)量為：