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F150
头式
换热器
设计
10
CAD
- 资源描述:
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F150浮头式换热器的设计含10张CAD图,F150,头式,换热器,设计,10,CAD
- 内容简介:
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开题报告题目 F150浮头式换热器设计学生姓名班级学号专业1 选题的目的与意义换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重。世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。换热器因而面临着新的挑战。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用,有时甚至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达 96%。换热设备在现代装置中约占设备总重的 30%左右,其中管壳式换热器仍然占绝对的优势,约 70%。其余 30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。在继续提高设备热效率的同时,促进换热设备的结构紧凑性、产品系列化、标准化和专业化、并朝大型化的方向发展。浮头式换热器属于管壳式换热器的范畴,管壳式换热器仍然是当今应用最广泛的换热设备,其可靠性和可能性已被充分证明。特别是在较高的参数的工况条件下,管壳式更显示其独有的长处。浮头式换热器的优点如下:(1) 管束可以抽出,以方便清洗管、壳程;(2) 介质间温差不受限制;(3) 可在高温、高压下工作,一般温度小于等于450度,压力小于等于6.4兆帕;(4) 可用于结垢比较严重的场合;(5) 可用于管程易腐蚀场合。其缺点如下:(1) 小浮头易发生内漏;(2) 金属材料耗量大,成本高20%;(3) 结构复杂给定设计参数如下:管程介质:烟道气 壳程介质:水管程设计压力:1.65MPa 壳程设计压力:1.55MPa管程设计温度:420C 壳程设计温度:90C腐蚀余量:自定 换热面积:150 m22 国内、外现状及发展趋势目前各国在提高管壳式换热器性能所开展的研究主要是强化传热,适应高参数和各类有腐蚀介质的耐腐蚀材料以及为大型化的发展所作的结构改进。提高传热系数,扩大传热面积,增大传热温差是强化传热的三种途径。其中提高传热系数是当今强化传热的重点。它包括有源强化(即利用外部能量的机械和流体振动,电场、磁场冲击的办法,改善流动状态而强化传热)和非源强化(即改变传热元件本身的表面形状和便面处理方法,获得粗糙表面和扩展表面:也有用内插物增加流体本身的扰流来强化传热)两种。目前用于管壳式换热器的强化传热,多数采用非源强化的办法。采用强化传热管提高传热强度,减少换热面积,使换热器提高紧凑程度,节省材料,减缓结垢速度。国内外换热器用强化传热管通常使用螺纹管和低翅管,我国螺纹管的翅化率一般 3,该类管子适用于管内介质给热系数比管外介质的给热系数大于 2 倍以上的换热器,试验证明可以提高传热系数 30%左右。德国 Hde 公司的螺旋槽管,当2300R e 105 时,传热效率比光管提高 2.3 到 11.1 倍,当 300Re 1500 时,传热效率比光管提高 2.2 到 22 倍,充分证明对于粘性介质 R e 不太高的条件下,使用螺旋槽管有明显的效果。瑞典 ALLARDS 公司生产的螺旋扁管换热器,起换热管经压扁再扭转加工成型,管子的横截面均为长圆形。改换热器管束设计有两种布置,一种为混合管束,一种为纯螺旋扁管束。前者用 33%的螺旋扁管和 67%的光管混合排列组成。使用扁管的主要原因是可以用管子压扁的程度来满足管内介质锅中流量下的适应的流通面积,以保证一定的管内流速,使换热器两侧的流动达到较理想的状态。这种管束不仅有利于提高传热率,同时混合管束的排列能使相邻的管子接触良好,互相支撑,从而提高了抗振能力。改善换热器壳侧的传热。传统的管壳式换热器,流体在壳侧流动存在着转折和进出口两端涡流的滞留区,影响了壳侧的给热系数。为改善壳侧的流动状态,从以下两方面开展研究,采用折流杆式换热器。美国在 70 年代初为解决换热器管束振动开发了这种结构的换热器。目前美国已直接应用强化传热管设计制造折流杆式换热器,如菲利普公司使用螺纹管作为换热管,不仅解决了振动问题,而且由于壳侧的流动的改善使折流杆换热器比传统的弓形折流板换热器传热系数提高了 30%左右。管束的压降减少 50%。因而这种换热器在各国的应用日趋广泛,且多数用于炼油厂,到 90年代初至少有 1000 余台投入运行。采用纵流管束换热器。德国 GRIMMA 公司制造了一种整圆形折流板换热器,起结构为折流板上横排管孔,以四个孔为一组将管桥出铣通,壳侧流体在管桥处沿着轴向流动,避免了流体因转折引起的滞留区。该公司用不同粘度的甘油和水混合物进行实验,结果表明在中、低粘度范围内纵流管束换热器传热效果明显优于传统圆缺形折流板换热器。3 课题的主要工作3.1 准备相关工作 查阅相关文献资料了解浮头式换热器的基本原理、性质及应用。在化工生产中的地位和作用、换热器应用的现状和发展趋势、设计的理论基础、技术路线及其意义。3.2 工艺计算及结构设计 浮头式换热器的结构和类型、操作条件的选择和操作方式选择。热流量计算、传热系数计算、传热面积的确定、壳程阻力及压力降计算。3.3 主要受压元件强度计算 换热器壳体、管箱短节、封头厚度确定,容器法兰、螺栓、垫片的校核计算,管板厚度的计算,开孔补强计算。 3.4 计算机绘图及说明书的编写 利用AutoCAD软件绘制出固定管壳式换热器的装配图及各个零件图,并编写说明书,并完成英文资料翻译的编写。4 课题的进度安排 第一阶段 2018年11月28日至2018年12月15日,收集资料,阅读文献,完成开题报告。 第二阶段 2019年2月18日至2019年3月1日,毕业设计调研。第三阶段 2019年3月4日至2019年3月15日,集中实习。第四阶段 2019年3月18日至2019年5月24日,毕业设计。第五阶段 2019年5月27日至2018年5月31日,毕业设计答辩。 参考文献1 秦叔经,叶文邦.化工设备设计全书-换热器.北京:化学工业出版社,20032 工程材料实用手册编辑委员会.工程材料实用手册.北京:中国标准出版社,20023 朱有庭.化工设备设计手册.北京:化学工业出版社,20054 钱颂文.换热器设计手册.北京:化学工业出版社,20025 朱振华,邵泽波.过程装备制造技术.北京:化学工业出
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