買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘要 換熱器又被叫熱量交換器，是一種把熱流體的熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，并且實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量的交換和傳遞不可缺少的設(shè)備，在工廠中具有重要的意義。換熱器可以是一種單獨(dú)的設(shè)備，例如加熱器、冷卻器和凝汽器等等；也可是工藝設(shè)備的組成部分，比如石化、煤炭工業(yè)中的余熱回收裝置等等。換熱器是兩種溫度不同的物料在一個(gè)設(shè)備內(nèi)相互交換熱量，最終達(dá)到將物料冷卻，或者將冷物料加熱為目的的設(shè)備。常見的熱交換器是 :浮頭式換熱器 ,固定管板式換熱器 ,填料函式換熱器、u 型管換熱器 ,線圈熱交換器 ,單引號和雙殼程換熱器管式熱交換器和 管式熱交換器和導(dǎo)流管式熱交換器 ,折流柵換熱器 ,熱管換熱器 ,換熱器插管 ,滑動(dòng)管板式換熱器 ,等。本換熱器是蒸汽冷凝器在成產(chǎn)中是非常常見的設(shè)備，該換熱器有耐高壓的優(yōu)點(diǎn)、價(jià)格低廉、清洗方便不宜結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。 殼程的設(shè)計(jì)任務(wù)描述二甲胺的給定條件中 ,溫度為 ,其流量為 1500kg/h。管內(nèi)的介質(zhì)是水 ,冷卻水溫上升從一開始的 33 到 43 ,壓力在 成了壓降計(jì)算 ,強(qiáng)度計(jì)算 ,鋼筋 ,短管箱部分壁厚計(jì)算、等強(qiáng)度設(shè)計(jì) ,強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)圓柱 ,頭部和檢查 ,根據(jù)入口連接的流量和出口噴嘴 直徑的選擇上 ,打開加筋法的基礎(chǔ)上平等面積配筋計(jì)算。法蘭的設(shè)計(jì) ,管板擴(kuò)展 ,根據(jù)彈性支持假說的管板設(shè)計(jì)和檢查 ,管板與換熱管連接焊接、棒和管板螺紋連接結(jié)構(gòu)。與此同時(shí) ,鞍的臥式容器買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 檢查。 本設(shè)計(jì)充分利用材料 ,更多的場合。在同一換熱器的熱交換器是非常便宜和安全。因此 ,換熱器在工廠中占有重要地位。 關(guān)鍵字 : 固定管板 ; 換熱器 ; 不同物料 ; 熱交換 ； 補(bǔ)強(qiáng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 it is a of to in of in be a as a of as in so in a or of of u is is in of to is of of in , Pa 500 kg/h. is 3 3 , of on to of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of on of of to to of At of At is an in 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 第一章 固定管板式換熱器設(shè)計(jì)方案的選擇 . 1 熱器類型的選定 . 1 文研究的內(nèi)容 . 2 熱器換熱方式的選擇 . 3 體進(jìn)出口溫度的確定 . 3 熱器材料的選擇 . 3 第二章 固定管板式換熱器的工藝計(jì)算 . 4 熱器的工藝參數(shù) . 4 熱器的物性參數(shù) . 4 熱器的設(shè)計(jì)溫度 . 4 熱器的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 5 熱器傳熱面積的估算 . 5 徑、管內(nèi)流速及傳熱管數(shù) . 6 局傳熱溫 差校正及殼程數(shù) . 6 體內(nèi)徑 . 7 流板 . 7 熱器核算 . 7 程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) . 7 內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) . 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 垢熱阻和管壁熱阻 . 8 熱系數(shù) . 8 降校核 . 9 熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 . 11 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 12 體、管箱殼體和封頭的設(shè)計(jì) . 12 厚的確定 . 12 箱殼體壁厚的確定 . 13 準(zhǔn)橢圓封頭的設(shè)計(jì) . 14 板與換熱管設(shè) 計(jì) . 15 板 . 15 出口設(shè)計(jì) . 17 管的設(shè)計(jì) . 17 管外伸長度 . 17 氣、排液管 . 17 管最小位置 . 18 流板或支持板 . 20 流板尺寸 . 20 流板和折流板孔徑 . 20 流板的布置 . 21 流板質(zhì)量計(jì)算 . 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 沖擋板 . 22 桿與定距管 . 22 桿的結(jié)構(gòu)和尺寸 . 22 桿的位置 . 24 距管尺寸 . 24 座選用及安裝位置確定 . 24 第四章 強(qiáng)度計(jì)算 . 25 體、管箱殼體和封頭校核 . 25 體體校核 . 25 箱殼體校核 . 25 圓封頭校核 . 26 管開孔補(bǔ)強(qiáng) . 27 汽進(jìn)出口開孔補(bǔ)強(qiáng) . 27 箱冷卻水接管補(bǔ)強(qiáng)的校核 . 29 脹節(jié) . 31 脹節(jié) . 31 脹節(jié)計(jì)算 . 31 板校核 . 33 構(gòu)尺寸參數(shù) . 33 元件材料及其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) . 34 子許用應(yīng)力 . 36 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 構(gòu)參數(shù)計(jì)算 . 36 蘭力矩 . 37 子加強(qiáng)系數(shù) . 39 轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù) . 39 第五章 結(jié)論 . 42 參考文獻(xiàn) . 43 致謝 . 44 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 固定管板式換熱器設(shè)計(jì)方案的選擇 熱器類型的選定 換熱器是化工生產(chǎn)中最為常用的一種機(jī)器，它的主要作用是進(jìn)行幾種介質(zhì)之間的熱量傳遞。常見的熱交換器：熱交換器、浮頭換熱器、固定管板換熱器、管式換熱器、管換熱器、雙殼側(cè)換熱器、多管換熱器、換熱器、折管式換熱器、熱管式換熱器、滑管板換熱器 1。 圖 為立式殼程冷凝器和水分配器 如上面所示的殼側(cè)立式冷凝器。后殼側(cè)檔板或板 ,蒸汽流過沖擊板流從上到下 ,由底水排放冷凝水。降膜管流的形式 ,因此低壓冷卻水側(cè)要求 ;一個(gè)大由于水的傳熱系數(shù) ,所以消費(fèi)更少的水 ,但水不容易均勻的分布，可在管口安裝一水分配器。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 圖 為臥式殼程冷凝器 這種冷凝器管程是單向或雙向的。管的長度和直徑的大小 ,和管道的安排取決于管、殼程傳熱需求。使用雙管程冷凝水可以引出管方之間 ,這樣我們可以減少液相所覆蓋的區(qū)域也可以降低壓降 ,在同一時(shí)間 ,減少的 數(shù)量的方法第二工藝管道保持恒定的質(zhì)量速度。在這種冷凝器 ,蒸汽和冷凝物接觸不好 ,所以沸騰范圍廣泛的蒸汽冷凝是完全不合適的。此外 ,由于冷凝管道局部填補(bǔ) ,所以過冷度很低。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所選用的換熱器為四管程固定管板式換熱器。它的應(yīng)用十分之廣泛，且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，穩(wěn)定性高，適應(yīng)性廣，好制造，生產(chǎn)成本低廉 2。 文研究的內(nèi)容 摘要二甲胺容量為 1500 h 的固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容如下 : (1) 類型和類型的熱交換器進(jìn)行調(diào)查和總結(jié)。此類設(shè)備的幾種典型結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹 ,對固定 管板式換熱器的設(shè)計(jì)。確定本文的研究路線和內(nèi)容。 (2) 確定換熱器的設(shè)計(jì)。選擇合適的換熱器材料基于介質(zhì)。冷熱介質(zhì)在管的分布和殼程。 (3) 設(shè)計(jì)條件下的固定管板式換熱器的溫度、壓降和傳熱面積計(jì)算與檢查。初步確定換熱器管的結(jié)構(gòu)參數(shù)和布。機(jī)械設(shè)計(jì)提供了進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。 (4) 基于 熱器的殼 ,管和管板強(qiáng)度設(shè)計(jì) ,進(jìn)行檢查。的作用下在殼程和管程壓力驗(yàn)算 ,最后分裂洞加固計(jì)算。 (5) 配件如換熱器設(shè)計(jì)過程的要點(diǎn)隔膜罐 ,法蘭、隔板、鞍座、吊耳、電極、清洗系統(tǒng)和 保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 熱器換熱方式的選擇 由于所選用的換熱器為四管程固定管板式換熱器，而它的換熱方式大致有并流法、錯(cuò)流法、平流法和逆流法。并流法與逆流法在平時(shí)的生產(chǎn)生活中都非常常見 3?？紤]到本換熱器的介質(zhì)是水和二甲胺，蒸汽量并不大，而且二甲胺是通過汽化潛熱來交換熱量的，對換熱的能力要求比較高，所以可以選擇逆流法進(jìn)行操作。 體進(jìn)出口溫度的確定 殼程 :二甲胺，入口溫度為 、 凝，流量為 1500kg/h。 管程：冷卻水，冷卻水溫度從 33 升到 43 、壓力為 因此冷熱流體之間的交換溫度為 冷卻水入口溫度： 33 ; 冷卻水出口溫度： 43 。 二甲胺入口溫度： ，汽相； 二甲胺出口溫度： ，液相； 熱器材料的選擇 二甲胺是一種劇毒物質(zhì)，還能和氧化劑發(fā)生猛烈的反應(yīng) 4。因?yàn)槎装纷邭こ蹋詫τ趽Q熱器管板、殼體、換熱管和折疊板可抗腐蝕可采用 0銹鋼。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第二章 固定管板式換熱器的工藝計(jì)算 熱器的工藝參數(shù) 管程水的進(jìn)口溫度 =33 管程水的出口溫度 =43 管程水的工作壓力 =程水的定性溫度 382/4333t m ）（ 兩流體的溫度差 殼程二甲胺的流量 =1500kg/h 殼程二甲胺的入口溫度 = 汽相 殼程二甲胺的出口溫度 = 液相 殼程二甲胺的工作壓力 =程二甲胺汽化潛熱潛熱 7884 熱器的物性參數(shù) 兩種流體定性溫度下的物性參數(shù)如下表： 物性 流體 溫度 密度 kg/度 s 比熱容 ) 導(dǎo)熱系數(shù) W/(m ) 二甲胺蒸汽 卻水 38 熱器的設(shè)計(jì)溫度 一般情況下，我們所設(shè)計(jì)出的換熱器的設(shè)計(jì)溫度要比它的最大的使用溫度高出買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 20 左右，所以殼 體的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)該為 120 ；管程介質(zhì)是水，最大的使用溫度是43 ，則管程的設(shè)計(jì)溫度為 70 。 熱器的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 熱器傳熱面積的估算 任務(wù)書中給定的二甲胺流量為 1500kg/h，即： 5001 2 7 1/ 8 41 5 0 0 711 （ 2 用熱量損失系數(shù) 行估計(jì)， 12 c （ 2 取 97.0 12 c 7 有效的平均溫度差： t t （ 2 對于逆流，有效平均傳熱溫差： 6 逆2 熱負(fù)荷的計(jì)算： p /343(1 7 （ 2 根據(jù)管程走循環(huán)水，殼程走二甲胺蒸氣，總傳熱系數(shù) K 現(xiàn)暫?。?K 則估算換熱面積： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 23 ，逆mp 2 管徑、管內(nèi)流速及傳熱管數(shù) 選用 無縫光滑較高級冷拔傳熱管（不銹鋼） 工業(yè)生產(chǎn)中常用的流量如下：水和類似流體的流量一般為 s 時(shí)，冷卻水流量可以增加到 3m/s。管內(nèi)流速 。根）( （ 2所需的傳熱 管長度： 58 . 6 （ 2 換熱器需要的管長度：已知的設(shè)計(jì)是四管程固定管板式換熱器，根據(jù)公式，它是： 2熱管總管數(shù)為 )(7244181 根 （ 2 局傳熱溫差校正及殼程數(shù) 平均溫差校正系數(shù)有： 流體的溫降熱流體的溫降 （ 2 tT 流體最初溫差 冷流體的溫升 （ 2 l n ()3343()11(2)11(2122122（ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 逆t t （ 2 因?yàn)槠骄膫鳠釡囟炔钚Ｕ禂?shù)比 ，而且殼程流體的流量也很大，所以取單殼程更合適。 體內(nèi)徑 殼體內(nèi)徑 f C l 2 采用單管程結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)徑按式 （ 2估算。 （ 2 按卷制殼體的進(jìn)級檔，可取 D=1000橫過管數(shù)中心線管的根數(shù) )( 2 流板 切去的圓缺高度為 00 ，折流板間距 B 為 450 傳熱管長 /折流板間距 500/4506（塊） 熱器核算 程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 由公式求得當(dāng)量管數(shù) 得無量綱冷 凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 00 14 4(1311* 2 冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 69322)000 14 )/()( 31322331312213*0 g （ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可管程流體流通截面積 22 i 求得管程流體流速 i / ，再通過公式 （ 2，求雷諾數(shù)： 3 4 2 6 9) i （ 2 管程流體普朗特?cái)?shù)： 07 5 ： （ 2 由公式 （ 2，得到管程 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： )(/2693( 2 垢熱阻和管壁熱阻 管外側(cè)污垢熱阻 W/ 2 ，不銹鋼條件下的熱導(dǎo)率為 w /0 00 1 . 8 60 02 （ 2 熱系數(shù) 根據(jù)公式可得冷凝器的傳熱系數(shù)： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 C)(/(1據(jù)公式所需換熱面積為 23 （ 2 而冷凝器實(shí)際面積 則其面積裕度為： % （ 2 因?yàn)閾Q熱器常常被用于精餾的過程，又因?yàn)榫s塔的操作需要進(jìn)行回流比的調(diào)整，而且還要有調(diào)節(jié)塔壓的功能，所以要適當(dāng)?shù)募哟笏拿娣e裕度，所以它的面積裕度應(yīng)在 30%左右。 傳熱的面積裕度在適當(dāng)范圍，該換熱器能夠生產(chǎn)任務(wù)。 降校核 計(jì)算管程壓降 取不銹鋼的管壁粗糙度為 而 34269i，于是 2 6 2 （ 2 3 72 （ 2 對 的管子有 1,2,。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 管程流體的壓降： 5 0 k P （ 2 故 , 管程的壓降符合要求。 計(jì)算殼程壓降 （ 2）殼程阻力 f C l 3 流體流過管束阻力 11 F=31 20 2 （ 2 因?yàn)闅こ虄?nèi)存在氣體和液體，則以 50%汽相分率的混合水蒸氣來計(jì)算 3/混（ 2 746 0 混 （ 2 殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為： s / （ 2 3 5 8 6 9 （ 2 1 2 8 6 9 65 （ 2 16 16(311 2 (22 流體流過折流板缺口的阻力 Np 62)2 （ 2 總阻力 k P （ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 在允許范圍之內(nèi)。 熱 器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果見下表。 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 參數(shù) 管程 殼程 流率 / )/( /出溫度 / C 33/43 力 /性參數(shù) 定性溫度 / C 38 度 / )/( 3壓比熱容 / )/( 度 / )( 熱系數(shù) / )/( 備結(jié)構(gòu)參數(shù) 形式 固定管板式 臺(tái)數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /1000 殼程數(shù) 1 管徑 / 管心距 /32 管長 /4500 管子排列 管數(shù)目 /根 724 折流板數(shù) /個(gè) 16 傳熱面積 / 2m 流板間距/450 管程數(shù) 4 材質(zhì) 不銹鋼 主要 計(jì)算結(jié)果 管程 殼程 流速 / )/( 面?zhèn)鳠嵯禂?shù) / )/( 2 5823 69322 污垢熱阻 / )/( 2 降 流量 /熱系數(shù) / )/( 2 1115 裕度 /% 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 體、管箱殼體和封頭的設(shè)計(jì) 厚的確定 表 3碳素鋼或低合金鋼圓筒的最小厚度 公稱直徑 400 700 800 1000 1100 1500 1600 200 2000 2600 浮頭式 8 10 12 14 16 U 型管式 8 10 12 14 16 固定管板式 6 8 10 12 14 表 3殼體或管箱殼體厚度 DN,料 殼程或管程公稱壓力 度， 000 160 10 10 12 16 0 6(7) 8(9) 14 20 由工藝條件給定的殼程設(shè)計(jì)溫度 、設(shè)計(jì)壓力為 為在殼程中的是二甲胺蒸氣，壓力不高，腐蝕性大，所以殼程筒體材料可選 0體用鋼板卷制，取鋼板的厚度負(fù)偏差 1C =蝕裕量 2C =體采用雙面對接焊接，局部探傷，則焊縫系數(shù) =設(shè)計(jì)溫度下， 0許用應(yīng)力為=137厚度 6, 屈服強(qiáng)度為 s=205。 因?yàn)?M P aP ，筒體計(jì)算厚度可參照式（ 3算 0 0 2 （ 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 1