煤油冷却的设计换热毕业设计.doc

毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）任务书 摘 要 这篇论文主要介绍的是换热器机械计算等相关的设计过程。本文引用这三年学过的书本知识及相关的技术标准，对换热器的结构、强度进行了系统的阐述。换热器是目前许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。其中，换热器是目前应用较为广泛的换热设备。优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。我设计的换热器内部以换热管和折流板做为基本构件，冷介质、余热介质分别在管程与壳程之间流动，以达到降温或升温的效果。换热器由筒体、管箱、封　　头、支座、换热管、折流板、管板及接管、法兰等组成。　　通过强度计算合理选择材料，确保安全运行，提高设备的生产效率，降低设备的制造成本，实现化工单元操作的最佳化。 关键词: 换热器 管箱 壳体 管板 封头 目 录 1 - 1 - 1.1 题目 - 1 - 1.2 任务及操作条件 - 1 - 1.3 列管式换热器的选择与核算 - 1 - 2 概述 - 2 - 2.1 换热器概述 - 2 - 2.2 固定管板式 - 3 - 2.3设计背景及设计要求 - 4 - 2.3.1 设计背景 - 4 - 2.3.2 设计要求 - 4 - 3 热量设计 - 6 - 3.1 初选换热器的类型 - 6 - 3.2 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 - 6 - 3.3 确定物性数据 - 7 - 3.4 计算总传热系数 - 7 - 3.4.1 煤油的流量 - 7 - 3.4.2 热流量 - 7 - 3.4.3 平均传热温差 - 7 - 3.4.4 冷却水用量 - 8 - 3.4.5 总传热系数K - 8 - 3.5计算传热面积 - 11 - 4 机械结构设计 - 12 - 4.1 管径和管内流速 - 12 - 4.2 管程数和传热管数 - 12 - 4.3 平均传热温差校正及壳程数 - 12 - 4.4 壳程内径及换热管选型汇总 - 13 - 4.4.1 壳体内径 - 13 - 4.4.2 换热管的选型汇总 - 14 - 4.5 折流板 - 15 - 4.6 接管 - 18 - 4.6.1 壳程流体进出口时接管 - 18 - 4.6.2 管程流体进出口时的接管 - 18 - 4.6.3 接管最小位置 - 18 - 4.7 壁厚的确定、封头 - 19 - 4.7.1 壁厚 - 19 - 4.7.2 椭圆形封头 - 19 - 4.8管板 - 20 - 4.8.1 管板结构尺寸 - 20 - 4.8.2 管板与壳体的连接 - 20 - 4.8.3 管板厚度 - 21 - 4.9 换热管 - 21 - 4.9.1 换热管的规格及尺寸偏差 - 21 - 4.9.2 传热管排列和分程方法 - 21 - 4.9.3 横过管束中心线的管数 - 22 - 4.9.4 布管限定圆 - 22 - 4.10 分程隔板 - 23 - 4.10.1 分程隔板尺寸 - 23 - 4.10.2 管子和分程隔板的连接 - 23 - 4.11拉杆 - 23 - 4.11.1 拉杆的直径与数量 - 23 - 4.11.2 连接与尺寸 - 24 - 4.12换热管与管板的连接 - 25 - 4.13. 防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) - 26 - 4.13.1 防冲板或导流筒的选择 - 26 - 4.14.膨胀节的设定讨论 - 26 - 4.14.1 管壁温度的估算 - 26 - 4.14.2 管子拉脱力 - 26 - 5、换热器核算 - 28 - 5.1热量核算 - 28 - 5.1.1 壳程对流传热系数 - 28 - 5.1.2 管程对流传热系数 - 29 - 5.1.3 传热系数K - 29 - 5.1.4 传热面积S - 30 - 5.2流动阻力的计算 - 30 - 5.2.1管程流动阻力 - 30 - 5.2.2 壳程流动阻力 - 31 - 6、管束振动的计算 - 33 - 6.1换热器的振动 - 33 - 6.1.1 撞击破坏 - 33 - 6.1.2 挡板损伤 - 33 - 6.1.3 接头泄漏 - 33 - 6.1.4 应力疲劳 - 33 - 6.1.5 冶金失效 - 34 - 6.1.6 材料缺陷扩展 - 34 - 6.2流体诱发换热器管束振动机理 - 34 - 6.2.1 漩涡脱落诱导振动 - 34 - 6.2.2 紊流抖振 - 35 - 6.2.3 流体弹性激振 - 36 - 6.3管束振动的计算 - 36 - 7、设计结果表汇 - 38 - 谢 词 - 40 - 参考文献 - 4