流量为280th U形管式冷却器设计【9张CAD图纸+毕业论文】

流量为280th U形管式冷却器设计

45页 11000字数+论文说明书+9张CAD图纸【详情如下】

U形管换热器管束图.dwg

流量为280th U形管式冷却器装配图.dwg

流量为280th U形管式冷却器设计说明书.doc

设计图纸9张.dwg

零件图7张.dwg

摘要

    本次毕业设计使我认真的认识到了自己在本专业应学习的主要内容以及短板，换热器的设计工作主要有换热器综述，换热器的工艺计算以及结构强度计算。其中换热器工艺计算中需要根据初始数据计算其处理量以及工艺参数，换热器的结构强度计算主要集中在折流板，筒体以及开口上。

    换热器是化学工艺生产中重要的设备之一，它是一种冷热流体间的传递热量的设备，他们的使用条件和要求差别很大，如容量，温度，压力和工作介质的性质等，涉及的种类很多，因此换热器的结构形式也多种多样。U形管换热器仅有一个管板，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，而且结构简单，造价便宜。U形管换热器主要结构包括筒体，封头，换热管，接管，折流板，防冲板，导流筒，防短路结构，支座和管壳层的其他设备等。

    本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因此设计要求就很高。换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计及零部件的选型和工艺设计。

关键词： U形管换热器； 结构； 强度； 设计计算

 Abstract

  Heat is one of the important chemical processes in production equipment, which is an apparatus for transferring heat between the hot and cold fluids, their conditions and requirements vary widely, such as the nature of capacity, temperature, pressure and working medium, etc. involving many different types, so the formal structure of the heat exchange are also diverse. U-tube heat exchange is only one tube sheet bundle can be withdrawn from the housing for easy maintenance and cleaning, simple cut structure, cheap cost. U-tube heat exchange comprises a main structure of the cylinder, head, heat transfer tubes, receivership, baffles, anti-red plate, draft tube, short-circuit proof structure, the shell bearings and other equipment tube and so on.

The design for the second category pressure vessel, design temperature and design pressure are high, so the design requirements is high. Double tube heat exchange, heat transfer tubes of stainless steel manufacturing. Design mainly for the design, selection and process design and strength design of heat exchange components.

KEYWOEDS:U-tube heat exchange; frame;intensity; design and                 calculation

目  录

  第一章 换热器综述 1

  引言 1

  1.1 管式换热器 1

   1.1.1 U型换热器 2

   1.1.2填料式换热器 2

   1.1.3 套管式换热器 3

   1.1.4 管壳式换热器 3

   1.1.5 螺旋槽管换热器 4

   1.1.6 横纹管换热器 4

   1.1.7 螺旋扁管换热器 4

   1.1.8 螺旋扭曲管换热器 5

   1.1.9 波纹管换热器 5

  1.2 板式换热器 6

   1.2.1.可拆式板式换热器 6

   1.2.2 焊接式板式换热器 6

   1.2.3 板壳式换热器 6

   1.2.4 螺旋板式换热器 6

   1.2.5 板翅式换热器 7

  1.3 国内外开发研究的发展方向 7

   1.3.1 非金属材料应用 7

   1.3.2 计算流体力学和模型化设计在换热器中的应用 7

   1.3.3 加强实验和理论研究 8

  结语 8

  参考文献 8

  第二章 换热器传热工艺计算 9

  2.1 起始数据 9

  2.2 定性温度及确定其物性参数 9

  2.3 热量守恒与油流量的计算 10

  2.4 有效平均温度的公式计算 10

  2.5 管程换热系数的计算 10

  2.6 结构的初步设计 11

  2.7 壳程换热系数计算 12

  2.8 传热系数计算 13

  2.9 管壁温度计算 13

  2.10 壳程压力降计算 13

  2.11 管程压力降计算 14

  第三章  换热器强度计算 16

  3.1 换热管材料及规格选择和根数的确定 16

  3.2 管子的排列方式 16

  3.3 筒体内径的确定 17

  3.4 筒体厚壁的确定 17

  3.5 液压试验 18

  3.6 壳程标准椭圆形封头厚度的计算 18

  3.7 管程标准椭圆形封头厚度的计算 19

  3.8 容器法兰的选择 20

   3.8.1 接管法兰的选择 21

  3.9 管板的设计 22

  3.10 管相短节壁厚的计算 24

  3.11 拉杆和定距管的确定 25

  3.12 折流板的选择 26

   3.12.1 选型 26

   3.12.2 折流板尺寸   26

   3.12.3 换热管无支撑跨距或折流板间距 26

   3.12.4 折流板厚度 26

   3.12.5 折流板直径 26

   3.12.6 折流板管孔直径 26

  3.13 防冲板尺寸的确定 27

  3.14 接管及开孔补强 27

   3.14.1 管箱接管开孔补强计算 27

   3.14.2 壳体接管开孔补强计算 29

  3.15 分程隔板厚度选取 30

  第四章  支座的设计及选择 31

  4.1 支座的选择 31

  参考文献 36

  致谢 37

第一章 换热器综述

引言 

   在现代工业快速发展的今天，在以能源为中心的环境以级生态等问题日益加剧。世界各国都在在不断寻找新能源的目标，也更加密切地注重了节能新途径的研发。加强传热技术的应用不仅能在节约能源、保护环境做出贡献，而且能大大的节约投资的基本成本。换热器因为在化工，石油，在今天动力和原子能等工业部门的广泛应用的同时，故换热器的换热强化传热技术从1987年以来备受到研究人员的模切重视，各种换热器研究成果正在不断涌现。

    随着科学和生产技术的不断发展的今天，各种各样的换热器层出不穷，难以对其进行具体的、统一的划分。即便是如此，换热器仍然可以按它们的某些共同特征来加以区分，具体如下：按照用途来分。预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。按照制造热交换器的材料来分。金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。[1]按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热的流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变；按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式、逆流式、错流式、混流式；按照传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式等三大种类类；其中间壁的式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广；间壁式换热器可根据传热的面的结构不同可分为管式和板面式。管式换热器也可以以管子表面作为传热面，包括套管式换热器和管壳式换热器等；板面式换热器以板面作为传热面，包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等[1]。

1.1 管式换热器

    管式换热器主要分为套管式换热器和管壳式换热器，螺旋槽管换热器，横纹管换热器，螺旋扁管换热器，螺旋扭曲管换热器， 波纹管换热器参考文献

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[10]　肖峰,时晓锐,等管壳式换热器传热强化的研究与开发[J]化工时刊，2006,20(7):19-21

[11]　陆应声,张正国,等管壳式压缩机内导筒旋流装置[P]CN 2004200833568,2005-12-07

[12]　Hughes, John SHeat Exchanger[P]US 6513583,2003-02-04

[13]　陈世醒,张振华一种特殊形式的螺旋折流板换热器[J]辽宁石油化工大学学报,2005,25(1):61-63

[14]Wang Shuli  Heat Transfer Engineering,2002,23(3):93-101

[15]　矫明,徐宏,等新型高效换热器发展现状及研究方向[J]化工设计通讯,2007,33(3):50-55

[16]　江楠管壳式换热器管束的支承结构[J]化工进展,2006,25(增刊):204-207

致谢

    本论文在导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！

    时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋渐进，毕业论文的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此我向沈阳化工大学科亚学院机械专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们四年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢四年里面你们孜孜不倦的教诲！四年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过了四年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。 “长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。”这是我少年时最喜欢的诗句。就用这话作为这篇论文的一个结尾，也是一段生活的结束。希望自己能够继续少年时的梦想，永不放弃。