干燥器设计【全套CAD图纸+毕业论文】【机械专业原创设计】

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摘  要
在现今能源问题严重困扰我们日常生活的情况下，氢气作为一种新型的绿色能源被作为替代能源方面被人们寄予厚望，因此对于氢气的处理问题一直是一个比较热点的话题，由于现今氢气的工业生产绝大数情况是伴随着有水的情况，所以制备的氢气中往往含有一定量的水分。水分的存在会严重的影响氢气的使用性能同时会对相关的设备造成腐蚀影响，所以氢气干燥器有着广阔的市场利用空间。
本课程设计针对氢气实际生产过程中干燥的技术问题进行了解分析，在材质的选择、工艺的安排以及处理能力的方面均能够满足实际生产中的需要。
氢气干燥具有多种方法，比如吸附法、冷冻法等。往往根据不同的实际需要进行选择，本设计中通过进行实际的对比以及操作的方便性的现实原因出发选择冷冻法氢气冷却的方法，过程中涉及流体力学、冷却技术、高压容器、高等数学等相关知识点。学生得到了较为充实的知识复习，同时也较为深刻的了解了实际设计生产过程中的注意事项。
关键词：机械设计，流体力学，冷却技术，高压容器，热量传导等
目  录
摘  要 I
Abstract II
目  录 III
第1章 干燥器的介绍 1
1.1 干燥器 1
1.2 干燥机的分类 1
1.3 冷干机简介 4
1.3.1冷干机工作原理 4
1.3.2 冷干机的分类 4
1.3.3 冷干机的构成 4
⑴制冷压缩机 4
⑵冷凝器 5
⑶蒸发器 5
⑷热力膨胀阀（毛细管） 5
1.2.4冷干机的使用注意 5
1.2.5冷干机的选型 6
第2章 压力容器 7
2.1概述 7
2.2设计思路 8
2.2.1选型 8
2.3设计计算 8
2.3.1壁厚的计算 8
2.3.2封头壁厚计算 9
2.3.3附件的选择 10
2.3.4补偿计算 11
2.3.4.1内压容器开孔后所需的补强面积 11
2.3.4.2有效补强面积即已有的加强面积 11
2.3.4.3连接管的确定 13
2.3.4.4安全阀的选择 14
2.3.4.5容器载荷计算 14
2.3.4.6容器焊缝标准 14
2.3.4.7筒体与椭圆封头的焊接接头 15
2.3.4.9接管与壳体的焊接接头 15
2.3.4.10由弯矩引起的轴向应力 16
2.3.4.11筒体和封头切向应力校核 17
第3章 热量交换 18
3.1概述 18
3.1.1 热量的计算 18
第4章 压缩机的选型 20
4.1绪论 20
4.2压缩机的分类 20
4.3冷却能力计算 22
第5章 膨胀阀 23
5.1绪论 23
5.2膨胀阀的工作原理 23
第6章 散热机构 25
6.1本节标题 25
6.2冷却系统冷却能力计算与分析 25
6.3 冷却能力审核 26
总结与展望 28
参考文献 29
致 谢 30

第1章 干燥器的介绍
1.1 干燥器
干燥器是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。干燥过程需要消耗大量能量，为了节省能量，某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经机械脱水或加热蒸发，再在干燥器内干燥，以得到干的固体。
　　干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品变形；陶瓷坯料在煅烧前的干燥可以防止成品龟裂。另外干燥后的物料也便于运输和贮存，如将收获的粮食干燥到一定湿含量以下，以防霉变。由于自然干燥远不能满足生产发展的需要，各种机械化干燥器越来越广泛地得到应用。
　　在干燥过程中需要同时完成热量和质量(湿分)的传递，保证物料表面湿分蒸汽分压(浓度)高于外部空间中的湿分蒸汽分压，保证热源温度高于物料温度。
　　热量从高温热源以各种方式传递给湿物料，使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间，从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。内部湿分向表面扩散并汽化，使物料湿含量不断降低，逐步完成物料整体的干燥。

1.2 干燥机的分类
物料的干燥速率取决于表面汽化速率和内部湿分的扩散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部条件不变，物料的干燥速率和表面温度即保持稳定，这个阶段称为恒速干燥阶段；当物料湿含量降低到某一程度，内部湿分向表面的扩散速率降低，并小于表面汽化速率时，干燥速率即主要由内部扩散速率决定，并随湿含量的降低而不断降低，这个阶段称为降速干燥阶段。