固定管板式换热器设计.doc

沈阳化工大学
本科毕业设计

题目：固定管板式换热器设计
院系：能源与动力工程学院
专业：热能与动力工程

毕业设计任务书

热能与动力工程专业班学生：毕业设计（论文）题目：固定管板式冷却器设计毕业设计（论文）内容：文献综述
CAD软件制图
英文翻译
毕业实习毕业设计（论文）专题部分：起止时间：2012年3月---2012年6月
指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日

毕业设计开题报告
论文题目:固定管板式换热器的设计
学生姓名:
专业班级:学号:
指导教师:
2013年3月1日
选题的目的和意义
换热器为石油化工、食品、原子能及其它化工部门所广泛使用的一种工艺设备。一般情况换热器约占石油化工装置设备总重量的40%。
近年来,随着制造技术的进步,强化转热元件的开发,使得新型高效换热研究有了较大的发展,根据不同的工艺条件与换热工况制造了不同结构形式的新型换热器,并已在化工、炼油、石油化工、制冷和制药各行业得到应用与推广，取得了较大的经济效益。
2.题目要完成的主要内容和预期目标
本次设计的换热器是固定管板式换热器，主要完成冷却水一煤油间的热量交换。管程工作压力为0.25Mpa，壳程工作压力为0.2Mpa。设计温度壳程是75℃，管程为35℃。管程内介质是自来水，壳程内为煤油。选用石棉作保温材料，厚度为100mm。
根据任务书中流体进、出口的温度计算传热负荷，确定，选定换热器形式，选取换热器的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使换热器有足够的腐蚀裕度。
结构设计的一般顺序为:
1.管箱设计，选择管箱短节、分程隔板、的材料尺寸及管箱深度。
2.圆筒设计，选择合适的材料，计算结构尺寸。
3.封头设计，选择封头形式，分别计算所受内压和外压。
4.管板设计，确定连接形式，计算最小厚度。
5.拉杆和定管距，确定拉杆的结构形式、直径和数量、布置及定管距结构尺寸。
6.折流板设计，选择折流板形式、尺寸及板间距。
7.容器法兰及支座的选取。
8.强度校核，对上述步骤确定的结构尺寸形式进行强度校核，如不满足要求需重新进行结构设计、再校核，直至符合要求。
最后通过设计计算提高换热器的传热效率和减少能源消耗，达到更高效，更节能的目的。3.进度计划1.查阅中外文期刊文献、整理成文献综述、翻译一篇英文资料、写出开题报告。时间:第1周一第4周
2.进行换热器传热计算、设计计算和强度校核，用AutoCAD对换热器本体图及主要零部件图进行初步绘制。时间:第5周一第7周
3.确定结构、正式计算。（5月4日—5月6日中期检查）时间:第8周一第11周
4.完善设计说明书，初步进行结构设计，为出图做准备。时间:第12周一第14周
5.计算说明书及图纸全部整理完毕，将电子版上交给指导教师。进一步修改图纸，准备答辩。时间:第15周一第16周
6.做答辩准备。时间:第17周一第18周4.论文提纲
一、文献综述
二、传热工艺计算
三、强度计算
参考文献
致谢
附录一英文文献及翻译
附录二实习报告
指导教师意见

指导教师签字:
年月日

沈阳化工大学学士学位论文摘要
内容摘要
换热器是进行热交换操作的通用工艺设备，被广泛应用于各个工业部门，尤其在石油、化工生产中应用更为广泛。以炼油厂为例，换热器占设备总金属消耗量的20%左右。它既是工艺流程中的重要装备，同时又是企业减少能源消耗、降低生产成本的主要手段。由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。换热器分类方式多样，按照其工作原理可分为：直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类，其中间壁式换热器用量最大，据统计，这类换热器占总用量的99%。间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类，其中管壳式换热器在长期的操作过程中积累了丰富的经验，其设计资料比较齐全，在许多国家都有了系列化标准，工业生产中有高度的可靠性并具有广泛的适应性
本课题设计一个固定管板式换热器，相对于其他几种换热器，它具有以下优点：结构简单，加工方便，造价低；在相同壳体直径内排管最多，结构紧凑，可以使用各种材质的换热管；处理介质包括有相变和无相变各种介质的换热过程。根据GB151-1999《管壳式换热器》、GB150-1998《钢制压力容器》进行设计，主要包括以下四个部分：文献综述、传热工艺计算、强度校核QUOTECAD制图。
第一，文献综述：查阅与课题相关中外期刊，编写文献综述。第二，传热工艺计算：根据所给数据查的相关物性参数并计算有效平均温差；由Dittus-Boetler公式计算管程换热系数；同理，有相关公式计算壳程换热系数并初定换热器结构；再计算总传热系数；根据相关公式计算管程压降与壳程压降并进行