毕业答辩-大型空分氮主换热器的优化设计.ppt

长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,答辩人：,导师：,大型空分氮主换热器的优化设计,2015年6月15日,2015届学士论文毕业答辩,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,目录,选题背景,设计理论,设计流程,结论分析,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,选题,一,空分,简单地说，就是用来把空气中的各组份气体分离，生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。,课题介绍,在化工、冶金等相关行业飞速发展的今天，空分行业也必须加快脚步以满足日益增长的需求。,空气压缩、空气净化、换热、制冷与精馏是空分的五个主要环节。,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,选题,一,换热器,换热器（heatexchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是空分换热环节的主要设备。,课题介绍,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,二,设计参数,本设计以徐州东亚KDON-10000/10000型空分氮主换热器的设计来探讨换热器的设计方式。,右边表格是本次设计中主换热器的设计参数，本次设计需满足其中的设计需求。,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,二,设计参数,总体设计模型：,流体名称：污氮氮气氧气膨胀空气空气,通过Aspen软件仿真设计此换热器的物性参数，总体构造如右图所示。,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,二,设计参数,总体设计模型：,在大型空分中，主换热器的流量巨大，因此将其分成三个主换热器：氮主换热器、污氮主换热器、氧主换热器。,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,三,设计流程,结构参数：尺寸：5700*1200*982通道层数：空气26膨胀空气4氮气60通道厚度：9.5mm隔板厚度：1.2mm,通过Aspen软件可以计算出换热器的基本结构参数如下：,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,三,设计流程,通道设计,封头外形设计,封头厚度计算,支座设计,通道排列,出口设计,位置设计,尺寸计算,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,三,设计流程,通道设计,通道排列的设计原则：1）尽可能做到局部热负荷平衡。2）通道分配应使各个通道的计算长度基本相近。3）应使同一股流体的各个通道的阻力基本相同4）切换的通道数应相等，排列应比邻。5）通道排列原则上应对称，便于制造装配。通道排列为：KCACCBCCACCACCACCACCACCACCACCACCBCCACCACCACCACCACCACCACCACCBCCACCACCACCACCACCACCACCACCBCCACKK-强度层A-空气B-膨胀空气C-氮气,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,三,设计流程,封头外形设计,封头是容器的一个部件，是以焊接方式连接筒体。根据几何形状的不同，可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。,封头长度计算：根据通道排列，计算通道宽度，两端加上7mm预留宽度得到封头内长度。封头内径计算：根据通道出口宽度，两端加上7mm预留宽度得到封头内径。,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,三,设计流程,封头厚度计算,封头体与侧板厚度计算：根据NB/T47006-2009铝制板翅式热交换器计算公式设计厚度封头体与侧板设计厚度应大于封头体与侧板计算厚度加上腐蚀裕量,上式中：Pc-设计压力Di-封头内径t-许用应力-焊接系数,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,三,设计流程,支座设计,支座的设计参照国家标准，依据设计重量对支座的选材、厚度做出选择。,长安大学电子与控制工程学院,CollegeofElectronicsandControlEngineeringSchoolofChanganUniversity,四,结论分析,本设计基本满足了给定的指标，强度计算及热力计算达到设计要求。,根据设计结果由AutoCAD绘制图纸，能够详细展现设计结果，并能根据图纸直接进行生产制造