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煤油 冷却器 设计 处理 3500 kgh

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沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述煤油冷却器的设计文献综述姓名：王伟 班级：过控1201 指导教师：汤方丽一、引言冷却器是使用范围很广的一种化工设备，属于换热器的一种。本设计任务主要是根据已知条件选择采用固定管板式换热器的设计。首先根据给出的设计温度和设计压力来确定设备的结构形式以及壳程和管程的材料，然后根据物料性质和传热面积来确定换热管的材料，尺寸，根数。根据换热管的根数确定换热管的排列，并根据换热管的排列和长度来确定筒体直径以及折流板的选择。通过对容器的内径和内外压的计算来确定壳体和封头的厚度并进行强度校核。然后是对换热器各部件的零部件的强度设计，有法兰的选择和设计计算与校核，钩圈及浮头法兰的设计计算与校核和管子拉脱力的计算。还包括管板的结构设计、防冲挡板、滑道结构的设计以及支座设计。结构设计中的标准件可以参照国家标准根据设计条件直接选取；非标准件，设计完结构后必须进行相应的应力校核。二、换热器概况换热器（英语翻译：heat exchanger），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。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。管式换热器中由于管束和壳体结构的不同，可划分为固定管板式，浮头式，填料函式，U形管式和釜式重沸器五类。固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈或膨胀节。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。固定管板式换热器型式有卧式，与立式两种。主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛应用。当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。固定管板式换热器的缺点是，壳体和管壁的温差较大，易产生温差力，管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低，不适用于壳程易结垢场合。固定管板式换热器适用于石油、化学工业、电力等行业，也运用于其他行业类似的换热器。型式由气-气、气-液，液-液和气相冷凝过程。换热管可用光管也可用螺纹管。换热器的主要构件有：管箱、接管法兰、设备法兰、管板、壳程接管、拉杆、膨胀节、壳体、换热管、排气管、吊耳、封头、顶丝、双头螺柱、螺母、垫片、防冲板、折流板或支撑板、定距管、拉杆螺母、支座、排液管、管箱壳体、管程接管、分程隔板、管箱盖等。板壳式换热器是目前国际上先进的高效、节能型换热设备。板壳式换热器采用波纹板片做为传热元件，板束板片间采用先进的专用程控自动氩弧焊焊机进行焊接，全焊接式板束装在压力壳内。波纹板片具有“静搅拌”作用，能在很低的雷诺数下形成湍流，传热效率是管壳式换热器的23倍。板壳式换热器可实现真正的“纯逆流”换热，与管壳式换热器相比,冷端及热端温差小,可以多回收热量,从而可大大节约装置的操作费用。板壳式换热器板束装在压力壳内,提高了安全可靠性,与管壳式换热器一样,除了受压力容器设计级别限制外,板壳式换热器的使用压力没有绝对的限制。因此,板壳式换热器既具有传热效率高、结构紧凑、重量轻的优点,同时又继承了管壳式换热器承高压及耐高温,密封性能好,安全可靠等优点。三、换热器的发展及应用换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不缺少的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。1、换热器的发展近年来，随着制造技术的进步，强化换热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，也取得了较大的经济效益。故我们在选择换热设备时一定要根据不同的工艺、工况要求选择。换热器的作用可以是以热量交换为目的。在既定的流体之间，在一定时间内交换一定数量的热量；也可以是以回收热量为目的，用于余热利用；也可以是以保证安全为目的，即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。换热器的作用不同，其设计、选型、运行工况也各不相同。对换热器的基本要求是换热器要满足换热要求，即达到需求的换热量和热媒温度；换热器的热损失要少，换热效率要高；流动阻力要小；要有足够的机械强度，抗腐蚀和抗损坏能力要强，维护工作量要少；结构要合理，工作要安全可靠，即零部件之间因为温升而产生的热应力不会导致换热器破裂；要便于制造、安装和检修；经济上要合理，设备全寿命期的总投资要少（总投资包括设备及附属装置初投资费用和运行维护管理费用）；生活热水系统的换热器应易于清除水垢，以上要求常常相互制约，难于同时满足，因此应视具体情况，在换热器的选型和设计中有所侧重，满足工程对换热器的主要要求。2、换热器的作用换热器的作用就是换热，具体地说，更高效，更节能的换热器。比如，用更少的金属材料达到最好的换热效果。 在很多工业和民用设备中，需要高效的换热，这时需要结合工作情况，合理选择材料、布置形式、换热方式等，即换热器的设计。一般的说，优秀的换热器有以下特点：换热效率高，本身热阻小，热惯性低，灵敏，节省材料和空间，节省动力，流动阻力小，噪音低等。四、总结 通过一个多月的努力，我终于在汤方丽老师和同学的帮助下完成了本次毕业设计煤油冷却器的设计。通过对已知条件的分析，采用了固定管板式换热器的结构。本次煤油冷却器是利用冷却水对煤油进行冷凝。换热器通过换热管使管内外介质进行热力交换达到冷凝效果。通过对筒体和封头的校核来保证换热器的安全性。由于需要介质的进出，所以壳体上有很多开孔，必须对开孔进行补强计算，通过计算确定筒体上的开孔需要另行补强，选择了补强圈补强法。换热管需要利用折流板和支撑板对其起支撑作用。这次设计，用到了大学四年来所学的很多知识，几乎是把大学所学复习了一遍。通过这次设计，我提高了分析查阅的技巧，提高了理论计算和绘图能力。由于毕业设计比较重要和严格。培养了我严肃认真的科学态度和严谨的学风作风。今后我会继续努力，为我们这个换热器行业贡献自己的一份力量。五、参考文献1国家技术监督局.GB151-1999 管壳式换热器.北京：中国标准出版社，19992国家技术监督局.GB150-2011 钢制压力容器.北京：中国标准出版社，20113柴诚敬，王军，张缨.化工原理课程设计.天津大学化工学院，2011 4曲文海，董大勤，袁凤隐.压力容器与化工设备实用手册（上、下册）.北京：化学工业出版社，2003，35杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础.北京：高等教育出版社6国家技术监督局.容器支座压力容器法兰.北京：中国标准出版社，1998，57郑津