螺旋板式换热器的设计【含CAD图纸、说明书】
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答辩稿,主讲人：,指导老师：,螺旋板式换热器的设计,研究课题的意义与前景,研究课题的意义 螺旋板式换热器是一种利用流体的涡旋流动来强化壳程传热的换热设备。 采用螺旋板式结构，可使壳程流场与温度场实现协同而获得较高的强化传热效果。 可大大提高换热效率，节省能耗，还可以强化传热，而且能减少流动阻力，热效率比较高。,研究课题的意义与前景,研究课题的前景 目前，螺旋板式换热器是能源工程项目中使用最为广泛的换热器结构形式，其属于螺旋换热器的一种。板式换热器的特点是：换热器结构牢靠，使用可靠；历史悠久，制造使用的各技术环节已达到成熟；适应性较高，使用范围大。,研究课题的意义与前景,研究课题的前景 面对能源危机，在工程节能中高效节能设备的研发是重要途径，如新式换热设备的研发开发。换热器可以根据工艺过程的要求来对介质进行温度和热量控制，同是还能对余热、废热进行行之有效的回收利用甚至再生产，因此换热器在相当范围内的工业部门成为广泛使用的工艺设备。,研究课题的任务目标,一、确定设计方案 本文确定的换热器是可拆式螺旋板换热器。可拆式螺旋板换热器由外壳、螺旋体、进出口管及端盖垫片密封结构等四大部分组成。螺旋体用两张平行的钢板卷制而成，具有两个彼此隔绝的供介质流动的矩形截面通道（如图所示）。,研究课题的任务目标,一、确定设计方案 螺旋板结构是，它的一个通道两端全焊死，另一通道的两端全部敞开，两端面密封采用端盖加垫片的可拆结构称为型（如图所示），仅单一通道能进行机械清洗。,研究课题的任务目标,一、确定设计方案 介质在螺旋板式换热器内的流动形式主要有三种：（1）两侧流体均呈螺旋形流动，热流体由换热器中心进入从里向外流动，冷流体则由螺旋板换热器的周边向里流动，如图a所示；（2）一侧流体在全焊死通道做螺旋形流动，另一侧流体则穿越敞开通道呈轴向流动，型换热器即采用该种流动形式，见图4b；（3）一侧流体呈螺旋形流动，另一侧流体是轴向流和螺旋流的组合见图c，常用于冷凝器和蒸发器。,研究课题的任务目标,一、确定设计方案 通常在卷制前，会预先在钢板上接触焊若干定距柱，以使通道间隙沿螺旋长度方向保持不变这些定距柱一般成正方形或者三角形排列，且随着半径增大其间距减小，一可确保螺旋体具有足够刚度。为保证螺旋板两侧流体之间因短路造成内漏，螺旋通道端部必须进行密封，一般采用端盖垫片密封结构（如图所示）。,研究课题的任务目标,一、确定设计方案 预想设计的实体图如下,研究课题的任务目标,二、结构分析 1、密封结构分析：密封结构好坏，直接影响到螺旋板换热器能否正常运转。即使微小内泄漏使冷热流体相混，也会导致传热不能正常进行，因此端面密封结构的设计对螺旋板换热器来说是一个至关重要的问题。为保证螺旋板两侧流体之间因短路造成内漏，螺旋通道端部必须进行密封，采用封头垫片密封结构（如下图示）。,研究课题的任务目标,二、结构分析 为保证螺旋板两侧流体之间因短路造成内漏，螺旋通道端部必须进行密封，采用封头垫片密封结构。封头通过焊接法兰，螺栓等于外壳和螺旋板相连，螺旋通道采用垫入钢条焊接密封。为了提高可拆式螺旋板换热器的耐压能力和密封性能，开发了如下图所示的椭圆形端盖结构，它将介质与大气之间的外密封和螺旋通道间介质的内密封分开解决。,研究课题的任务目标,二、结构分析 椭圆形封头、筒体法兰和垫片起着防止介质向大气泄漏的作用，密封板则起着防止各圈螺旋通道内介质短路的作用。 密封板外边缘通过法兰垫片压紧，设计时要保证密封板面比筒体法兰密封面低0.2mm左右，以免影响螺栓强度。对于可拆式螺旋板换热器，为保证密封板与螺旋端面的紧密贴合，需要在椭圆形端盖内中心部分焊接一定直径的钢管，钢管另一端焊有压环，压环与密封板间有一比法兰密封面低的压环垫片，这样运行过程密封板中心会受到钢管的压力，密封更可靠。（如图）,研究课题的任务目标,二、结构分析 2、外壳结构分析：螺旋板换热器的外壳是承受内压或外压的部件，为了提高外壳的承压能力,往往采用增加最外圈螺旋板厚度的方法。 为了改善外壳与螺旋板的连接结构，提高外壳的承压能力，设计了由两半圆环组合焊接而成的圆筒作为螺旋板式换热器的外壳，具体如图所示。其中的关键零件是连接板，它一首先与螺旋体末端对接焊接，然后再与两半圆外壳焊接，有效避免了角焊缝的存在，提高了可拆式螺旋板换热器的结构可靠性。,研究课题的任务目标,二、结构分析 2、外壳结构分析：螺旋板换热器的外壳是承受内压或外压的部件，为了提高外壳的承压能力,往往采用增加最外圈螺旋板厚度的方法。 为了改善外壳与螺旋板的连接结构，提高外壳的承压能力，设计了由两半圆环组合焊接而成的圆筒作为螺旋板式换热器的外壳，具体如图6所示。其中的关键零件是连接板，它一首先与螺旋体末端对接焊接，然后再与两半圆外壳焊接，有效避免了角焊缝的存在，提高了可拆式螺旋板换热器的结构可靠性。 下图为螺旋板换热器的侧向接管型式,研究课题的任务目标,研究成果,实体图,研究成果,爆炸截图,研究成果,装配体爆炸运动图,设计感想,通过本次毕业设计，使我对对旋板式换热器有了充足的了解。提高了我对做此类任务的能力，加强了我作图能力，
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