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校核。第三，强度校核：选择换热器材料、规格，排列方式；确定筒体壁厚、管箱短节壁厚与管程封头壁厚并进行应力校核与液压实验；选择设备法兰与接管法兰