浮头式换热器设计【江南大学】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计总说明 换热器 作为 工厂生产中 的一种 最 为 常见的 传递热量的 设备， 它能够实现 热量从热流体通过换热设备使 冷流体 加热的效果 量的互换 ， 当热流体流过 这种设备能 使物料达到 工业生产 中所需要的 温度 ，才能够 满足 实际生产中的需求 . 现代化的实际的生产之中，换热器的最为关键的功效顾名思义，就是将热量通过一定的方式即换热器的运转使温度相对较低的物质不断加热 ，使目标物的温度能够满足实际生产中所标定的范围，以不断地提高工作效率和工作成果 . 使用换热器的现象其实非常普遍，实际应用有生产生活中的机械装 备中的凝汽器，还有冬天使用的暖气散热片和工业生产上的油冷却器等 热器还在工业，能源，矿业和核能等国家机构发挥着巨大作用 它的贡献主要在能够把目标物的温度控制在工业生产需要的范围内，当然也同时是在节约能源和促进可持续发展，在节约工业生产能源方面做出卓越的贡献 炉可以利用高炉在换热过程中产生的余热生产具有足够压力的蒸汽，压力蒸汽又帮助供汽、供热之类提供一定能源，从而在此过程中减少了能源的浪费率，不断改 进，使资源浪费问题得到改善，大大降低了工业生产中的总成本，提高了市场竞争力 . 在我国不断持续快速的前进之时，节约能源、保护环境、合理开发方面的呼吁和努力也是在不断改善中，因而对工业生产的各方面标准也必定越来越严格 求也在持续增长，针对换热器在能源节约和提高换热效率方面的改进的研究始终十分活跃，一些在功能上更加强大，使用更加便捷的换热器也在人们不断的开发中面世 . 在科学研究水平不断提高的背景下， 各种 环保 、 性价比高的 换热器逐步取代 目前仍未淘汰的耗能较大的 产品 会着手重点 研究和发展 增加传热比方面的 传热技术、 提高沸腾导热效率方面的 传热 方法 、通入 稳定性 气体 增强方面的 传热 方法 、场动力效应强化方面的 传热 方法 . 局限于某一特定时期的制造方法和科技力量，使得那时的换热器被迫只能采用有限的传热面积、体积大且不灵活的易于组装的结构 . 但是在制造工艺不断的发展的背景下，人们通过努力研发出一种管壳式换热器，它具有单位体积上有很高的传热效率，而且传热大小也相对较大，不断的改进使它逐渐成为工业生产中一种高效的具有较多优点的换热器 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所谓的提高换热器的性能，也就是提高其传热性能 . 本次毕业 设计大部分针 对列管式换热器的传热 方法做一次概括性 的 分析和探讨 是 想设法通过提高传热效率 ， 来 达到 使 用 节能环保稳固的设备来 使目标物达到在工业生产中 规定的 温度 ，用最 节能 的冷却方式保护高温 物体在不断传递热量的条件下依然能够稳定可靠的工作 ，即 ， 用最 高 的 能达到的传热效果来 实现 工业生产中 能源的 节能和效率的提高 传热 正因为实际工业生产中存在的某些特殊要求而体现它存在的重大意义 . 本次 我的毕业 设计的 中心是探讨浮头式换热器的具体结构并改善换热器中的 浮头式换热器 的传热效率 为 列管式换热器系列中 非常具有代表性和技术性 的一种 换热器 ，它的 最为显著的标志 是两端管板 中的 一端可相对壳体 做一定范围的 移 动 ， 而 另一端 则必须 与外壳固定 头 头式换热器 的 管束 能够实现 不受壳体的约束 发生膨胀 ， 所以 不会因管束之间的差胀而产生温差热应力， 而且 浮头式换热器 因为便于拆卸的缘故所以更 易清洗 ，在 拆卸 方面相对之下也更为 方便 多领域的使 用 都 非常 普遍 部分计算公式比较繁复，在计算过程中需要我们的耐心和细致，进而可由已知的 工业状况大致估计出换热面积的大小，从而选择换热器，并核对传热系数，由此计算出事实上的换热面积的大小，换热面积的计算对换热器整体尺寸及各部件的尺寸都有决定性作用，当然还需要计算压力降和壁温 保证浮头式换热器的使用效率和使用寿命，也对换热器的类型的选择产生影响，然后再根据已经选择的换热器类型进行设备内各个零件的选择和设计，包括：材料的选择、具体位置的确定、具体尺寸的确定、部分零部件厚度的计算、管板厚度的计算等 . 关键词：浮头式换热器 、 厚度计算 、 热量衡 算 . 制压力容器 699素结构钢 1804般公差 线性尺寸的未注公差 焊法兰 4725式支座 728力容器用不锈钢锻件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1） 遵循国家制定的标准规范以及国家出台的相关法令、法规 . （ 2） 优化零件设计，将零件的功能或形状简化，尽可能设计成对称的结构形式，减少零件的不规则形状和复杂程度，以便降低废品率和生产制造成本 . （ 3） 绘制图纸时，要保证设计所需的材料、零件型号、设 计规格与加工时所使用的情况一致 . （ 4） 设计时应根据相关信息考虑工艺的合理性，选择合适的加工工艺、操作规则 . （ 5） 在换热器的设计中，尽量选择标准件或可以外购的零部件 . （ 6） 在保证零件强度的前提下，应减小零件的尺寸大小，尽量减轻零件重量 . 常用化工单元设备的设计 化工原理 换热器设计手册 化工原理毕业设计 食品工程原理 换热器 关键词 ：浮头式换热器；传热 ;设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a in of of it is to it is a of of of to In of as is by of a is to in in to of of of is as of in on of In is in In is in It of s of of is to at of in 1500 ), by to be as a of in of s is in so on be of is in of of in of of of be to on to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V of of as as in of on of of of to be is of as of of a of it is on of is to it a of of of of is to In to of to do a of is by to to in of of of of to in of of be in of be at is of my of as of is on of to a of be to as a In in of is of of is in of to of a to so of of of of a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of is of to of a in to in to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 i 目录 第 1 章 绪论 . 3 热器的研究背景 . 3 换热器设计中的各项要求 : . 4 第 2 章 设计方案简介 . 6 换热器简介 . 6 热器概述 . 6 热器的分类 . 6 浮头式换热器的结构 . 10 热管规格和排列的选择 . 10 壳程结构 . 13 体与管板、管板与换热管的连接以及法兰 . 14 壳体与管板的连接型式 . 14 子与管板的连接 . 14 法兰 . 16 流体的选择 . 16 定设计方案 . 17 择换热器适用的类型 . 17 体流入空间的选择 . 17 第 3 章 换热器设计与系统计算 . 19 算总传热系数 . 19 算热负荷 . 19 却水的用量 . 19 均温差 . 19 算传热面积 . 19 选换热器规格 . 19 算总传热系数 . 20 程的给热系数 . 20 程的给热系数 . 20 垢热阻 . 21 算总传热系数 . 21 热面积裕度 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 温计算 . 21 算压强降 . 22 程压强降 . 22 程压强降 . 22 第 4 章 辅助设备的计算及选型 . 24 箱 . 24 头 . 24 路档板 . 24 流板 . 24 管 . 24 流筒 . 24 气孔，排气孔 . 24 第 5 章 设计结果一览表 . 25 计结果一览表 . 25 参考文献 . 27 致谢 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 1 章 绪论 热器 的 研究背景 现代化的实际的生产之中，换热器的最为关键的功效顾名思义，就是将热量通过一定的方式即换热器的运转使温度相对较低的物质不断加热 ，使目标物的温度能够满足实际生产中所标定的范围，以不断地提高工作效率和工作成果 . 使用换热器的现象其实非常普遍，实际应用有生产生活中的机械装备中的凝汽器，还有冬天使用的暖气散热片和工业生产上的油冷却器等 热器还在工业，能源，矿业和核能等国家机构发挥着巨大作用 它的贡献主要在能够把目标物的温度控制在工业生产需要的范围内，当然也同时是在节约能源和促进可持续发展，在节约工业生产能源方面做出卓越的贡献 炉可以利用高炉在换热过程中产生的余热生产具有足够压力的蒸汽，压力蒸汽又帮助供汽、 供热之类提供一定能源，从而在此过程中减少了能源的浪费率，不断改进，使资源浪费问题得到改善，大大降低了工业生产中的总成本，提高了市场竞争力 . 在我国不断持续快速的前进之时，节约能源、保护环境、合理开发方面的呼吁和努力也是在不断改善中，因而对工业生产的各方面标准也必定越来越严格 求也在持续增长，针对换热器在能源节约和提高换热效率方面的改进的研究始终十分活跃，一些在功能上更加强大，使用更加便捷的换热器也在人们不断的开发中面世 . 在科学研究水平不断提高的背景下， 各种 环保 、 性 价比高的 换热器逐步取代 目前仍未淘汰的耗能较大的 产品 会着手重点 研究和发展 增加传热比方面的 传热技术、 提高沸腾导热效率方面的 传热 方法 、通入 稳定性 气体 增强方面的 传热 方法 、场动力效应强化 方面的 传热 方法 . 局限于某一特定时期的制造方法和科技力量，使得那时的换热器被迫只能采用有限的传热面积、体积大且不灵活的易于组装的结构 . 但是在制造工艺不断的发展的背景下，人们通过努力研发出一种管壳式换热器，它具有单位体积上有很高的传热效率，而且传热大小也相对较大，不断的改进使它逐渐成为工业生产中一种高效的具有较多优点的换 热器 . 所谓的提高换热器的性能，也就是提高其传热性能 . 本次毕业设计大部分针 对列管式换热器的传热 方法做一次概括性 的 分析和探讨 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 换热器的传热正如上述中所提及， 是 想设法通过提高传热效率 ， 来 达到 使 用 节能环保稳固的设备来 使目标物达到在工业生产中 规定的 温度 ，用最 节能 的冷却方式保护高温 物体在不断传递热量的条件下依然能够稳定可靠的工作 ，即 ， 用最 高 的 能达到的传热效果来 实现 工业生产中 能源的 节能和效率的提高 传热 正因为实际工业生产中存在的某些特殊要求而体现它存在的重大意义 . 本次 我的毕业 设计的 中心是探讨浮头式换热器的 具体结构并改善换热器中的 浮头式换热器 的传热效率 为 列管式换热器系列中 非常具有代表性和技术性 的一种 换热器 ，它的 最为显著的标志 是两端管板 中的 一端可相对壳体 做一定范围的 移 动 ， 而 另一端 则必须 与外壳固定 头 头式换热器 的 管束 能够实现 不受壳体的约束 发生膨胀 ， 所以 不会因管束之间的差胀而产生温差热应力， 而且 浮头式换热器 因为便于拆卸的缘故所以更 易清洗 ，在 拆卸 方面相对之下也更为 方便 多领域的使 用 都 非常 普遍 部分计 算公式比较繁复，在计算过程中需要我们的耐心和细致，进而可由已知的工业状况大致估计出换热面积的大小，从而选择换热器，并核对传热系数，由此计算出事实上的换热面积的大小，换热面积的计算对换热器整体尺寸及各部件的尺寸都有决定性作用，当然还需要计算压力降和壁温 保证浮头式换热器的使用效率和使用寿命，也对换热器的类型的选择产生影响，然后再根据已经选择的换热器类型进行设备内各个零件的选择和设计，包括：材料的选择、具体位置的确定、具体尺寸的确定、部分零部件厚度的 计算、管板厚度的计算等 . 换热器设计 中 的各项要求 : （ 1） 尽可能 实现所 要求实现 的 生产要求 求 的 生产要求是指换热器的传递的能量 、 换热器中 的 液体 参数（ 热量 、压 强 、流 体速度 等） 以及液体的 物化 特性 （ 质量 、 体积 、 耐蚀性 等） 按照 这些 已知状况 进行 热量和流体方面 的设计计算，并 通过 反复 对比和多次计算 确 定 所 改善 的 浮头式 换热器具有 相对较 小的传热面积， 即能节约资源又能却确保交换的热量达到最多 ： 一、 增大 流体在换热器中的 传热系数 ， 二、 提高 流体的 平均温差 ， 三、 妥善布置 换热器中的 传热面 （ 2） 结构 安全可靠 为 压力容器 中的一种 ， 因此使用过程中的设备和人身的保护尤为重要， 在进行 浮头式换热器相关的物理特性，比如 强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命的计算 的 时 候 ，应 严格 遵照 行业中 换热器的 相关要求和准则 ， 切实确保 设备的 稳定 性 . （ 3） 便 于 制造、 安装、操作与维修 直放置的 设备的 装配 费用 通常 低于买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 水平 放置的 或倾斜 放置 的 安装 费用 应方 便 交通 运输 和拆卸的要求 ，在厂房移动时 保证 不 应碰到 楼梯、梁、柱等，可适当根据 实际 需 求增加 气、液排放口， 并定期核查 孔 并 敷 一 层 保温层 . 次设计的主要项目包括 ： （ 1） 浮头式换热器 设计方案 的分析 ：对 固 定的 生产 流程 和 换热器 的类型 进行 简单的探讨和分析 . （ 2）换热器的工艺计算：物料 的计 算、传热面积 的大小 、 传递 热量 的计 算、换热管类型以及 壳体 尺寸 等 . （ 3）换热器的 各部分各结构的 主要尺寸 的 设计 . （ 4）主要辅助设备选型， 此外 管子震动核算以及安装拆卸方法 （ 5）绘制 浮头式 换热器 的 三维模型图 和 二维总装配图 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 设计方案简介 换热器简介 热器概述 换热器 作为 工 厂生产中 的一种 最 为 常见的 传递热量的 设备， 它能够实现 热量从热流体 通过换热设备使 冷流体 加热的效果 量的互换 ， 当热流体流过 这种设备 能 使物料达到 工业生产 中所需要的 温度 ，才能够 满足 实际生产中的需求 . 现代化的实际的生产之中，换热器的最为关键的功效顾名思义，就是将热量通过一定的方式即换热器的运转使温度相对较低的物质不断加热 ，使目标物的温度能够满足实际生产中所标定的范围，以不断地提高工作效率和工作成果 . 使用换热器的现象其实非常普遍，实际应用有生产生活中的机械装备中的凝汽器，还有冬天使用的暖气散热片和工 业生产上的油冷却器等 热器还在工业，能源，矿业和核能等国家机构发挥着巨大作用 它的贡献主要在能够把目标物的温度控制在工业生产需要的范围内，当然也同时是在节约能源和促进可持续发展，在节约工业生产能源方面做出卓越的贡献 炉可以利用高炉在换热过程中产生的余热生产具有足够压力的蒸汽，压力蒸汽又帮助供汽、供热之类提供一定能源，从而在此过程中减少了能源的浪费率，不断改进，使资源浪费问题得到改善，大大降低了工业 生产中的总成本，提高了市场竞争力 . 在我国不断持续快速的前进之时，节约能源、保护环境、合理开发方面的呼吁和努力也是在不断改善中，因而对工业生产的各方面标准也必定越来越严格 求也在持续增长，针对换热器在能源节约和提高换热效率方面的改进的研究始终十分活跃，一些在功能上更加强大，使用更加便捷的换热器也在人们不断的开发中面世 . 热器的分类 换热器 因其具有的传热效率高、易拆卸、易清洗的优点 被 普遍 地 用于 能源消耗 用量大的 地方 保高效率的科技 的 迅猛提高 ，换热器的 类别也在不断 越来越 复杂和繁多 同 环境 、不同 条件以及 不同压 强 的换热器， 换热器的各部件自然也就 不同，换热器按传热 的缘由根据 可分为： （ 1） 间壁式换热器 这种 换热器是 通过固体隔板把冷、热液体隔开，处于不相同 温度的两种 液 体 各自买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 在分开的 不同区域 里 不断 流动，通过壁面的 热量传递 和流体在壁表面 的 流 体相对流动 ，两种 液体实现中间热量交换 由此被 称 为 表面式换热器，这类换热器 在工业生产和实际使用中被使 用 得 最 普遍 分类是按照 传热面 的构成是否有差异，把之 分为管式、板面式 以及不同的类别 如管壳式的换热器、套管式的换热器、蛇管式的换热器等等 如板壳式的换热器、板翅式的换热器、板式的换热器和伞板换热器之类；还有一些其他类别为达到一些特殊需求而专门研发的换热器，像空气冷却器、转盘式换热器、刮面式换热器等 . 流体在换热器中的相对的液体流动方向通常分为逆流和顺流 而顺流的时候，两流体的温差在入口处达到峰值，同时沿热量传递的表面慢慢减小，到出口处时温差变达到最小 们可得出 这样的结论，冷热液体的进口和出口温度不变时且两流体都无相对位置改变的条件下逆流的平均温差相对顺流更大，即顺流的相对平均温差更小 . 所以，可进一步得出，使用逆流可使在互换相同热量的条件下平均温度差异变大，换热器的传递热量的面积变小 用逆流的方式能够让升高或降低流体温度的耗能减小 以在实际生产或者设备设计的过程中应该尽可能多地使用逆流达到换热的目的 . 在实现传热的途径中，需要解决的一个重要问题是减小间壁式换热器工作过程中的热量传递阻力，来改善换 热器的传热系数 也就是边界层）构成了热阻的来源 （ 2）蓄热式换热器 蓄热式换热器 是利用交替冷、热液体利用 固体 零部件组成的储存热量的部件，把能 量从 温度较高的液 体传 输 给 温度较低的液 体 来达到传递能量的目的的 ， 温度较高的液体 先 经 过 使 固体物质 温度升高 到一定后， 温度较低的液体 再通过固体物质 传递的热量得到温度的升高 ， 比如位于炼焦炉的下方起到使空气温度上升的蓄热室，才能 使之实现 传递热量的目的 式换热器 主要是为了再次收集和利用产生的高温废气的能量， 有旋转式、阀门切换式等 形式的蓄热式换热器，其中，大部分蓄热式换热器的作用为利用冷量，主要在空气分离类的装置上实现 . （ 3）流体连接间接式换热器 流体连接间接式换热 器的原理是通过热载体连接两个表面式换热器 ，热载买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 体 实现在温度较高流体和温度较低流体的能量交换 ，在 温度较高的 流体 那里得到 热量，在 温度较低的 流 体换热器那里 把热量 传递 给 温度比较低的 流体 同一原理可知通过 回收利用冷量为目标的该类装置称为蓄冷器 ， 大部分这类装备用于空气分离类的装置 . （ 4）混合式换热器 混合式换热器是 一种利用温度较高 流体 和温度较低流体 的 直接性的 接触、 及时充分的 混合 发生 热量 传递 的换热器， 因此 又 被人们 称 为 接触式换热器 业生产和实际应用的要求 两 种温度不同的 流体混合换热后 需要立刻进行液体的 分离， 因为 气体和 液 体 两