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備，并且實現(xiàn)化工生產過程中熱量的交換和傳遞不可缺少的設備，在工廠中具有重要的意義。換熱器可以是一種單獨的設備，例如加熱器、冷卻器和凝汽器等等；也可是工藝設備的組成部分，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設備內相互交換熱量，最終達到將物料冷卻，或者將冷物料加熱為目的的設備。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 ,滑動管板式換熱器 ,等。本換熱器是蒸汽冷凝器在成產中是非常常見的設備，該換熱器有耐高壓的優(yōu)點、價格低廉、清洗方便不宜結垢的優(yōu)點。 殼程的設計任務描述二甲胺的給定條件中 ,溫度為 ,其流量為 1500kg/h。管內的介質是水 ,冷卻水溫上升從一開始的 33 到 43 ,壓力在 成了壓降計算 ,強度計算 ,鋼筋 ,短管箱部分壁厚計算、等強度設計 ,強度設計依據(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 ,打開加筋法的基礎上平等面積配筋計算。法蘭的設計 ,管板擴展 ,根據(jù)彈性支持假說的管板設計和檢查 ,管板與換熱管連接焊接、棒和管板螺紋連接結構。與此同時 ,鞍的臥式容器買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 檢查。 本設計充分利用材料 ,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。 關鍵字 : 固定管板 ; 換熱器 ; 不同物料 ; 熱交換 ； 補強 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計方案的選擇 . 1 熱器類型的選定 . 1 文研究的內容 . 2 熱器換熱方式的選擇 . 3 體進出口溫度的確定 . 3 熱器材料的選擇 . 3 第二章 固定管板式換熱器的工藝計算 . 4 熱器的工藝參數(shù) . 4 熱器的物性參數(shù) . 4 熱器的設計溫度 . 4 熱器的工藝結構設計 . 5 熱器傳熱面積的估算 . 5 徑、管內流速及傳熱管數(shù) . 6 局傳熱溫 差校正及殼程數(shù) . 6 體內徑 . 7 流板 . 7 熱器核算 . 7 程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) . 7 內表面?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 熱器主要結構尺寸和計算結果 . 11 第三章 結構設計 . 12 體、管箱殼體和封頭的設計 . 12 厚的確定 . 12 箱殼體壁厚的確定 . 13 準橢圓封頭的設計 . 14 板與換熱管設 計 . 15 板 . 15 出口設計 . 17 管的設計 . 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 流板質量計算 . 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 桿的結構和尺寸 . 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 強度計算 . 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 管開孔補強 . 27 汽進出口開孔補強 . 27 箱冷卻水接管補強的校核 . 29 脹節(jié) . 31 脹節(jié) . 31 脹節(jié)計算 . 31 板校核 . 33 構尺寸參數(shù) . 33 元件材料及其設計數(shù)據(jù) . 34 子許用應力 . 36 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 構參數(shù)計算 . 36 蘭力矩 . 37 子加強系數(shù) . 39 轉剛度無量綱參數(shù) . 39 第五章 結論 . 42 參考文獻 . 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計方案的選擇 熱器類型的選定 換熱器是化工生產中最為常用的一種機器，它的主要作用是進行幾種介質之間的熱量傳遞。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 如上面所示的殼側立式冷凝器。后殼側檔板或板 ,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 ,因此低壓冷卻水側要求 ;一個大由于水的傳熱系數(shù) ,所以消費更少的水 ,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 ,在同一時間 ,減少的 數(shù)量的方法第二工藝管道保持恒定的質量速度。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 ,所以過冷度很低。 根據(jù)設計要求，所選用的換熱器為四管程固定管板式換熱器。它的應用十分之廣泛，且結構堅固，穩(wěn)定性高，適應性廣，好制造，生產成本低廉 2。 文研究的內容 摘要二甲胺容量為 1500 h 的固定管板式換熱器的設計。主要內容如下 : (1) 類型和類型的熱交換器進行調查和總結。此類設備的幾種典型結構詳細介紹 ,對固定 管板式換熱器的設計。確定本文的研究路線和內容。 (2) 確定換熱器的設計。選擇合適的換熱器材料基于介質。冷熱介質在管的分布和殼程。 (3) 設計條件下的固定管板式換熱器的溫度、壓降和傳熱面積計算與檢查。初步確定換熱器管的結構參數(shù)和布。機械設計提供了進一步研究的基礎。 (4) 基于 熱器的殼 ,管和管板強度設計 ,進行檢查。的作用下在殼程和管程壓力驗算 ,最后分裂洞加固計算。 (5) 配件如換熱器設計過程的要點隔膜罐 ,法蘭、隔板、鞍座、吊耳、電極、清洗系統(tǒng)和 保護系統(tǒng)的設計和選擇。 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、錯流法、平流法和逆流法。并流法與逆流法在平時的生產生活中都非常常見 3?？紤]到本換熱器的介質是水和二甲胺，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行操作。 體進出口溫度的確定 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，還能和氧化劑發(fā)生猛烈的反應 4。因為二甲胺走殼程，所以對于換熱器管板、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算 熱器的工藝參數(shù) 管程水的進口溫度 =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 ) 導熱系數(shù) W/(m ) 二甲胺蒸汽 卻水 38 熱器的設計溫度 一般情況下，我們所設計出的換熱器的設計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 體的設計溫度應該為 120 ；管程介質是水，最大的使用溫度是43 ，則管程的設計溫度為 70 。 熱器的工藝結構設計 熱器傳熱面積的估算 任務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， 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 熱負荷的計算： 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)暫取： 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)生產中常用的流量如下：水和類似流體的流量一般為 s 時，冷卻水流量可以增加到 3m/s。管內流速 。根）( （ 2所需的傳熱 管長度： 58 . 6 （ 2 換熱器需要的管長度：已知的設計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 因為平均的傳熱溫度差校正系數(shù)比 ，而且殼程流體的流量也很大，所以取單殼程更合適。 體內徑 殼體內徑 f C l 2 采用單管程結構，殼體內徑按式 （ 2估算。 （ 2 按卷制殼體的進級檔，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 管程流體普朗特數(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 管外側污垢熱阻 W/ 2 ，不銹鋼條件下的熱導率為 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 而冷凝器實際面積 則其面積裕度為： % （ 2 因為換熱器常常被用于精餾的過程，又因為精餾塔的操作需要進行回流比的調整，而且還要有調節(jié)塔壓的功能，所以要適當?shù)募哟笏拿娣e裕度，所以它的面積裕度應在 30%左右。 傳熱的面積裕度在適當范圍，該換熱器能夠生產任務。 降校核 計算管程壓降 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 因為殼程內存在氣體和液體，則以 50%汽相分率的混合水蒸氣來計算 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。 熱 器主要結構尺寸和計算結果 換熱器主要結構尺寸和計算結果見下表。 換熱器主要結構尺寸和計算結果 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) / )/( 備結構參數(shù) 形式 固定管板式 臺數(shù) 1 殼體內徑 /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 16 傳熱面積 / 2m 流板間距/450 管程數(shù) 4 材質 不銹鋼 主要 計算結果 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 結構設計 體、管箱殼體和封頭的設計 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計溫度 、設計壓力為 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) =設計溫度下， 0許用應力為=137厚度 6, 屈服強度為 s=205。 因為 M P aP ，筒體計算厚度可參照式（ 3算 0 0 2 （ 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 1