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换热器毕业设计论文(共五篇)

第一篇:换热器毕业设计论文

河南机电高等专科学校毕业设计说明书

第1章

浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种,它的特点是两端管

板只有一端与外壳固定死,另一端可相对壳体滑移,称为浮头。浮头

式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束,因此不会因管束之间的差

胀而产生温差热应力,另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便,易

清洗,在化工工业中应用非常广泛。本文对浮头式换热器进行了整体

的设计,按照设计要求,在结构的选取上,即壳侧两程,管侧四程。

首先,通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按

照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计,设计的前半部分是

工艺计算部分,主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管

程压降的计算;设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。主要是

根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件(如壳体、折流板、

管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、

法兰、补强圈)的设计。

换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设

备。随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋

严重,世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分

重要的位置。换热器因而面临着新的挑战。换热器的性能对产品质量、

能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用,有时甚

至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%。换热

设备在现代装置中约占设备总重30%左右,其中管壳式换热器仍然占

绝对的优势,约70%。其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管

热泵和蓄热器等设备。其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传

热元件的发展十分迅速。在继续提高设备热效率的同时,促进换热设

备的结构紧凑性,产品系列化、标准化和专业化,并朝大型化的方向

发展。浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。换热管束包括换

热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。换热管可为普通光

管,也可为带翅片的翅片管,翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金

属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等,材料有碳钢、低合

金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。壳体一般为圆筒形,也可为方

形。管箱有椭圆封头管箱、球形封头管箱和平盖管箱等。随着我国工

业化和城镇化进程的加快,以及全球发展中国家经济的增长,国内市

场和出口市场对换热器的需求量将会保持增长,客观上为我国换热器

产业的快速发展提供了广阔的市场空间。从市场需求来看,在国家大

力投资的刺激下,我国国民经济仍将保持较快发展。石油化工、能源

电力、环境保护等行业仍然保持稳定增长,大型乙烯项目、大规模的

核电站建设、大

河南机电高等专科学校毕业设计说明书

型风力发电场的建设、太阳能光伏发电产业中多晶硅产量的迅速

增长、大型环境保护工程的开工建设、海水淡化工程的日益成熟,都

将对换热器产业产生巨大的拉动。

未来散热器将会朝着更加节能环保和美观实用的角度不断创新与

发展,短时期钢制柱式散热器和铜铝复合散热器任将会是市场主流产

品与选择。

换热器在工业生产和生活的各个领域都得到了广泛的应用,而且

其功作性能的优劣直接影响着整个装置和系统综合性能的好坏,因此

换热器的合理设计极其重要,所以一个合理的换热器应满足一下的几

点要求:

(1)在给定的工作条件(流体流量、进口温度等)下,达到要求

的传热量和流体出口温度;

(2)流体压降要小,以减小运行的能量消耗;(3)满足外形尺

寸和重量要求;

(4)安全可靠,满足最高工作压力,工作温度以及防腐、防漏、

工作寿命等方面要求;

(5)制造工艺切实可行,选材合理且来源有保证,以减少初投资;

(6)安装、运输以及维修方便等。按照设计要求,在结构的选取

上,为了增大压差校正系数,采用了壳侧两程管侧四程。

通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按

照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计。在结构设计时,要

考虑许多因素,例如传热条件、材料、介质压力、温度、流体性质以

及拆卸等等。之后对有些部件进行强度校核并进行对其优化设计。

换热设备是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机

械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。在化工厂中,换热

设备的投资约占总投资的10%-20%,

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