【正文】 Mpa（設(shè)殼壁溫度為 400176。強(qiáng)度校核設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力 ﹥最大允許工作壓力 故強(qiáng)度足夠。殼體直徑/mm拉桿直徑/mm拉桿數(shù)量/mm600106安排拉桿需減少6根，故實際管數(shù)n=4376=431根，材料Q235AF鋼拉桿螺母為AM10 8級 厚度為4墊圈為A10100HV 外徑為20 厚度為23 換熱器封頭的選擇及校核 上下封頭均選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，根據(jù)GBT 251982010 《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)，封頭為DN6006，查曲面高度 ，直邊高度，材料選用Q245R鋼。查法蘭尺寸如下表： 表41 法蘭尺寸所以，選用的法蘭尺寸如下圖： 圖41 容器法蘭5 管板管板除了與管子和殼體等連接外，還是換熱器中的一個重要的受壓器件。由于管板兼作法蘭與不兼作法蘭的區(qū)別因而結(jié)構(gòu)各異，有在管板上開槽，殼體嵌入后進(jìn)行焊接，殼體對中容易，施焊方便，適合于壓力不高、物料危害性不高的場合；如果壓力較高，設(shè)備直徑較大，管板較厚時，其焊接時較難調(diào)整。綜上，管板的尺寸如下圖：6 管子拉脫力的計算 計算數(shù)據(jù)按表61選取表61項目管子殼體操作壓力/Mpa材質(zhì)20鋼Q245R線膨脹系數(shù)彈性模量許用應(yīng)力/Mpa8891尺寸管子根數(shù)431管間距/mm25管殼壁溫差/℃管子與管板連接方式開槽脹接脹接長度/mm50許用拉脫力/Mpa在操作壓力下，每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力 其中 , mm 溫差應(yīng)力引起的每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的拉脫力 其中 由此可知，作用方向相同，都使管子受壓，則管子的拉脫力： q=+=+=﹤ 因此拉脫力在許用范圍內(nèi)。8 防沖板根據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》選用圓形擋板擋板擋板長度為l=di+100=147+50=197mm擋板距離接管為擋板厚度為6mm9 折流板設(shè)計設(shè)置折流板的目的是為了提高流速，增加湍動，改善傳熱，在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。 圖81 弓形折流板和圓盤圓環(huán)形折流板 單弓形折流板用得最多，弓形缺口的高度h為殼體公稱直徑DN的15%～45%，最好是20%，見圖82（a）；在臥式冷凝器中，折流板底部開一90176。高度為15～20mm，供停工排除殘液用；在某些冷凝器中需要保留一部分過冷凝液使凝液泵具有正的吸入壓頭，這時可采用帶堰的折流板，見圖82（c）。為了消除這種弊病，宜采用雙弓形折流板或三弓形折流板。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動，實際仍然需要設(shè)置一定數(shù)量的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。 圖83 折流板安裝圖由于換熱器是功用不同，以及殼程介質(zhì)的流量、粘度等不同，折流板間距也不同，其系列為：100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，800mm，1000mm。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關(guān)，當(dāng)換熱器內(nèi)流體無相變時，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體流向就會與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低。經(jīng)選擇，我們采用弓形折流板，h=, 折流板間距取450mm, 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表77得折流板最小厚度為4 mm,查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 mm,材料Q235A鋼折流板開孔直徑 所以，折流板尺寸如下圖：折流板的布置，一般應(yīng)使管束兩端的折流板盡可能靠近殼程進(jìn)出口，其余折流板按等距離布置。10 開孔補(bǔ)強(qiáng)1 殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)確定殼體和接管的計算厚度及開孔直徑 由已知條件得殼體計算厚度 接管計算厚度為 殼體進(jìn)出口選擇φ159mm X 6mm的無縫鋼管，其中 選用20鋼 查附表9得計算厚度： 水壓試驗校核：開孔直徑為： 確定殼體和接管實際厚度，開孔有效補(bǔ)強(qiáng)面積及外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度h已知殼體名義厚度，補(bǔ)強(qiáng)部分厚度為接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為 接管實際外伸高度根據(jù)《換熱器設(shè)計手冊》得到為200mm 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度 計算需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積和可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為： 可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為： 計算Ae (98) 比較，同時計及接管與殼體焊縫面積A3之后，該開孔接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠。 綜上，得換熱器管箱開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)如下圖：11 接管最小位置殼程接管位置管箱接管位置首先粗略計算鞍座負(fù)荷換熱器總質(zhì)量式中 ——殼體質(zhì)量 ——管箱質(zhì)量 ——封頭質(zhì)量 ——附件質(zhì)量 管子質(zhì)量，則 接管、管法蘭、管板等質(zhì)量總和按500kg計，于是， 換熱器總質(zhì)量，可以選用重型帶墊板，包角為120176。C。C； a——管間距，mm；Ф——焊接接頭系數(shù)，無量綱； di——殼體內(nèi)徑，mm；b——正六邊形對角線上的管子數(shù)，個； do——殼體外徑，mm；Lｎ——換熱管長度，ｍｍ； Pc——計算壓力，MPa。［Pｗ］——最大允許工作壓力，MPa； P——設(shè)計壓力，MPa。 δ——計算壁厚，mm；DN——直徑（公稱），ｍｍ； δd——設(shè)計壁厚，mm；ＰＮ——公稱壓力，MPa； δn——名義壁厚，mm；Ｐｔ——管子的工作壓力，MPa； δe——有效壁厚，mm；Ｐｓ——殼體的工作壓力，MPa； C——厚度附加量，mm；△ｔ——管殼壁溫度，176。 C1——鋼板的負(fù)偏差，mm；［ｑ］——許用拉脫力，MPa。C。謝 辭 通過這次課程設(shè)計，讓我對《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》這門課有了進(jìn)一步的認(rèn)識。 設(shè)計時要有一個明確的思路，要考慮多種因素包括環(huán)境條件和介質(zhì)的性質(zhì)等再選擇合適的設(shè)計參數(shù)，對換熱器的材料和結(jié)構(gòu)確定之后還要進(jìn)行一系列校核計算，包括管子直徑、殼體厚度，管板選擇等。 通過這次設(shè)計對我們獨自解決問題的能力也有所提高。在設(shè)計的最后附管試換熱器的圖，在繪圖的整個過程中，我對化工制圖更加熟悉。這就為我們做畢業(yè)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計。最后感謝老師對這次課設(shè)的評