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1、毕业设计1换热器毕业设计一选题意义及背景在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们是上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。列管式换热器的应用已有很悠久的历史。现在，它被当作一种传统的标准换热设备在 很多工业部门中大量使用，尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中， 列管式换热器仍处于主导地位。课程设计是教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使我们体察工程实际问题
2、 复杂性、学习化工设计基本知识的尝试。通过设计，要使我们能综合运用以前学过的课程的基本知识，进 行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到工程设计的初步训练。通过设计， 要求我们了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法，培养我们分析和解决工程实际问题的能力。 同时，通过设计，还可以使我们树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。 在当前大多数学生毕业以论文为主的情况下，通过设计培养我们的设计能力和严谨的科学作风就更为重要 了。二二、设计（论文研究）思路及工作方法1.对研究对象进行深入了解，收集相关资料；2.根据换热任务和有关要求确定设计方案；3
3、.需要进行工艺计算初步确定换热器的结构和尺寸；4.确定换热器的工艺结构；5.对所有计算结果进行整合，确定设备和部分零件简图。三计划进度： 1. 第一周：查阅资料，完成论文的绪论，并对换热器的结构和强度设计有所 认识。 2. 第二周和第三周：完成塔底冷却器的结构和强度设计。 3. 第三周和第四周：根据自己的设计，绘制出换热器的总装配图和零件图。 4. 第五周：查缺补漏，修改论文和图纸等，并提交毕业设计相关资料，准备 答辩。四毕业设计（论文）结束应提交的材料： 1. 毕业设计（论文）报告 2. 毕业设计论文评阅表和交叉评阅表 3. 答辩评分表 4. 论文真实性承诺及指导教师声明 5. 设计计算书
4、6. 图纸 7. 光盘指导教师 教研室主任 毕业设计2年 月 日 年 月 日毕业设计3论文真实性承诺及指导教师声明论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明指导教师
5、关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 毕业设计4摘 要换热器是许多工业部门广泛应用的工艺设备。设计中考虑操作条件及介质的特性，本设计采用固定管板式换热器结构。该设备适用于温差不大，壳程流体清洁，不易结垢拆卸、清洗的场合。在设计过程中，依照 GB151-1999钢制管壳式换热器对换热器依次进行工艺计算、结构设计（材料选型） 、强度计算，最后完成专题讨论。其中在强度计算中，根据温差具体的数值，对膨胀节的需要进行计算。本设计每层管子排
6、列方式采用正三角形排列，这种方法在相同的管板面积上可排较多的管子，且管外表面传热系数大。但由于是双管程结构，所以在分程隔板两边采用矩形排列。最后经检测该台换热器是否满足介质换热的需要。关键词：换热器；固定管板；工艺设计；结构设计；强度计算毕业设计5ABSTRACTThe heat exchanger is the techniques equipment widely used in many industrial departments. In the design it uses the fixed tube plate type of the heat interchanger stru
7、cture,because of the operating condition and the medium characteristic. This equipment is suitable when the temperature difference is not big,the shell regulation fluid is clean,or the fraze,disassembling or cleaning for the heat exchanger is not easy. In the process of the design,the technological
8、design,the structural design(material shaping) and the strength calculation must according to the GB151-1999“Steel System Shell Type Heat interchanger“,finally it completes the seminar. In the strength calculation,it must be computed for the require of the part of inflates according to the differenc
9、e concrete value ot the temperature.In the design the way of each pipe arrangement uses the equilateral triangle arrangement,this method may arrange many pipes in the same tube plate area,also the tube outside surface heat transfer coefficient is big. But because the structure is two barrel regulati
10、on, it uses the rectangular arrangement at the both sides of the partition board. Finally it be difined that the heat interchanger whether satisfies the need of the medium heat transfer.Key words: heat exchanger；fixed tube plate；technological design; structural design； strength calculation毕业设计6第一章 绪
11、论换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现热量传递的设备，又称热交换器。换热器的应用广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。换热器是很多工业部门广泛应用的一种常见设备，通过这种设备进行热量的传递，以满足生产工艺的需要。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。11 换热起的应用及其发展1.1.11.1.1 换热器的应用换热器的应用1换热器在近代工业中的应用在化工生产中，换热器是主要的工艺设备之一。例如，在氮肥生产中，氮气与氢气的混合气体要在
12、500左右的高温才能在催化剂的作用下合成氨，而氨与未反映的氮、氢气体的分离，则需要通过冷却与冷凝的办法以液体的形式分离出来。这一生产过程中的加热、冷却与冷凝就是通过换热器实现的。在酒精生产中，酒精精馏塔在操作时，原料液需预热，釜底液体需在再沸器中加热，塔顶产生的蒸汽需冷凝。这一生产过程中的预热、加热和冷凝也都是通过换热器实现的。换热器在化工行业中的应用是十分广泛的，各种化工生产工艺就都要用到它。在制冷工业中，以食品冷藏业常用的以氨为制冷剂的蒸汽压缩制冷装置为例，经过压缩机压缩后的气态氨在冷凝器中被冷凝为液体；液化后的高压液态氨在膨胀机或节流阀中绝热膨胀，使温度下降到远低于周围环境的温度；这种低
13、温氨流体在流经蒸发器时吸热蒸发而回复到原先进入压缩机时的氨气状态。然后，再重复新的循环。在其他各种制冷装置中，都存在冷凝器和蒸发器等换热器。在火力发电厂中，装有空气预热器、燃油加热器、给水加热器、整齐冷凝器等一系列的换热器。其实，蒸汽锅炉本身也可以看作是一个大型复杂的换热毕业设计7器。燃料在炉膛中燃烧产生的热量，通过炉膛受热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤器加热工质，使工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。在核电长中，蒸汽发生器是一项很重要的工艺设备。核燃料裂变所产生的大量的热量首先传给冷却剂，冷却剂在蒸汽发生器中再将热量传给水、使水汽化成蒸汽，由蒸汽来转动汽轮发电机发电。此外
14、，在核电厂系统中还装有各种加热器、蒸汽冷凝器等换热器。在动力、化工、制冷等工业中，换热器不仅是不可缺少的工艺设备，而且在金属消耗和投资方面也占有较大的比例。在火力发电厂中，如果将锅炉也作为换热设备，则换热器的投资约占电厂总投资的 70%左右。在一般石油化工企业中，换热器的投资约占总投资的 30% 40%。2换热器在节能降耗中的应用换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两个方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器的效率，显然可以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著地提高设备的热效率。工业预热数量大，分布广，各国均已把余热回收列为节能工作的一个重要
15、方面。研究表明，换热器是最有效的余热回收设备。以锻造加热炉为例，普通加热炉每公斤锻件的能耗为 0.7 公斤标准燃料，而装有换热器的加热炉每公斤锻件的能耗只有 0.15 公斤左右标准燃料。烧燃料的工业炉，约有 60%70%的热量由烟气带走，被浪费掉了。有段时期国内偏重于用余热锅炉来回收烟气余热，而较少采用换热器。余热锅炉的热回收率虽较高，但它无助于工业炉本身热效率的提高，因而无助于炉用高质燃料的节省。装设换热器利用烟气余热来预热工业炉的进风，可使工业炉本身的热效率得到提高，因而可以节省炉用高质燃料。用普通换热器将空气预热至 300400，一般可节约燃料 15%25%，用高温换热器时可以取得更好的
16、效果，节约燃料可达 40%以上。烧低热值染了的加热炉，将空气和煤气预热至 300，可使升温速度提高 12 倍，可使产量提高 20%30%。对于烧油的炉子，预热工期有助于染有雾化质量的改善，使燃料得到充分的燃烧。换热气的后面再装预热锅炉，可使燃料热量的利用率达到80%90%。由此可见，工业炉烟气的余热回收，应首先满足炉内需要以节省炉用高质燃料；然后早考虑外部需要，争取得到更大的经济效益。对于其他余热毕业设计8的回收，也应遵守以节约燃料为中心进行综合利用的原则。由于工业余热分布广、形式各种各样，故节能方案也各不相同，但在各种节能方案中，换热器几乎是不可缺少的。1.1.21.1.2 换热器的发展换热器的发展1.换热设备的发展概况换热器在工业中的应用，至少已有 200 余年
