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1、 本科毕业设计（论文）浮头式换热器（型）设计任晓燕 山 大 学2012年 6 月 本科毕业设计（论文） 浮头式换热器（型）设计学院（系）：车辆与能源学院 专 业：热能与动力工程 学生 姓名： 任晓 学 号： 0801130200 指导 教师： 于敏之 答辩 日期： 2012.6.25 燕山大学毕业设计任务书学院：车辆与能源学院 系级教学单位：热能与动力工程系学号080113020044学生姓名任晓专 业班 级热能与动力工程08级2班题目题目名称浮头式换热器（型）设计题目类型毕业设计题目性质工程设计题目来源科研实际主要内容1.热交换器技术与装置资料检索、收集；2.参阅相关资料确定设计方案与关键参
2、数计算，主要是换热面的计算。3.图纸绘制。4.编制设计计算说明书，文献综述、开题报告等。基本要求1. 将15t/h的T-1煤油由150冷却到50，冷却剂选为循环冷却水。进口温度为39，出口温度为29。2. 设计浮头式换热器（型）的换热器3.进行总体参数设计计算传热学计算结构的三维设计换热器的工程图设计：总装配图一张；零件图3张参考资料1、热交换器原理与设计（第二版），史美中 王中铮，东南大学出版社；2、换热器设计手册，钱颂文，化学工业出版社，2002；3、板式换热器工程设计手册，杨崇麟，机械工业出版社，1994；周 次14周58周912周1316周17周应完成内容熟悉课题检索资料，完成外文资料
3、翻译、文献综述、开题报告完成初步方案设计，进行装置技术参数计算技术设计及相关计算绘制技术工程图零部件图技术设计绘图撰写、完善毕业论文答辩指导教师：于敏之职称：副教授 2012年3月 6 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要 摘要换热设备是炼油厂的典型设备，主要用于原有和油品等的换热或冷却。换热器种类很多，根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多，管壳式换热器是间壁式换热器的主要类型。本次我的设计题目是减二中/原油冷却器，换热器形式选用管壳式换热器中的浮头式。首先是根据给定的工艺参数进行前期的工艺计算，这部分的主要目的是确
4、定浮头式换热器的具体型号，以及一些对接下来的结构设计有影响的关键数据。工艺计算的大体内容为传热面积计算、初步选型、传热系数校核、有效平均温度差、校核传热面积、流体助力计算、壁温计算。其中初步选型后要对初选的传热系数进行校核，如果不合格要要重新选型、反复试算。在流体阻力校核部分要考虑操作成本与制造成本的平衡关系。其次是结构计算。这部分是对管板、接管、法兰等具体零件的设计和选用。材料选用方面：对于主要承压元件选用Q345R为材料。由于介质腐蚀性不高，所以选用20钢为换热管的材料。材料的选用与制造成本紧密相连，所以应该在保证设计要求的前提下尽量降低成本。关键词 浮头式换热器；换热管；选材Abstra
5、ctHeat exchanger is a typical refinery equipment, mainly for the original and the heat transfer oil, etc., or cooling. Many types of heat exchangers, according to the cold, the thermal fluid heat exchange principles and methods are basically divided into three main categories namely: partitions type
6、, hybrid and regenerative. In the three types of heat exchangers, the partitions heat exchangers most widely used. Shell and tube heat exchanger is the partitions of the main types of heat exchangers. The subject of my design is to reduce II / oil coolers, heat exchangers in the form of shell and tu
7、be heat exchangers used in the floating head. First, according to the given process parameters pre-process calculation, the main purpose of this section is to determine the specific floating head heat exchanger models, and some impact on the structural design of the next key data. Process in general
8、 terms the contents of the heat transfer area calculation, the initial selection, checking the heat transfer coefficient, effective mean temperature difference, check the heat transfer area, fluid power calculations, the wall temperature calculation. Which after the initial selection of the heat tra
9、nsfer coefficients of primary check, if failed to be re-selection, repeated the spreadsheet. Check the fluid resistance part of operating costs and to consider the balance between manufacturing cost. Followed by in calculations. This part is the management board to take over, flanges and other speci
10、fic parts of the design and selection. Material selection: the selection of components for the main pressure for the material Q345R. As corrosive media is not high, so use 20 steel for the tubes of the material. Selection of materials and manufacturing costs are closely linked, so the design should
11、ensure that the premise of minimizing costs. Keywords Floating Head Heat Exchanger Design Check 目 录摘要IAbstract第一章 绪论11.1 课题背景11.2 研究的目的和意义71.3 本次设计简介7第二章 换热器的应用及发展和分类特点92.1 换热器的应用及发展92.2 换热器的分类及特点10第三章 换热器设计方案确定133.1 本次的设计要求133.2 确定设计方案133.3 完成设计所具备的工作条件及解决办法133.4 本章小结14第四章 研究步骤、方法及设计产品的确定154.1 原始数据
12、154.2 流体的物性参数154.3 传热量及平均温差154.4 估算传热面积及传热面结构164.5 管程计算194.6 壳程结构及壳程计算194.7 需用传热面积224.8 阻力计算234.9 封头、壳体和固定管板的尺寸确定234.10 浮头箱和浮头的尺寸确定244.11 壳体法兰和支座的确定264.12 本章小结30结论31参考文献32致谢34附录1 开题报告35附录2 文献综述40附录3 译文44附录4 译文原文52第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题背景（1）我国换热器发展前景换热器（热交换器）是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，换热器按传热方式的不同可分为混合式（混合式换热器是通
13、过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称接触式换热器）、蓄热式（蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体（填料）表面，从而进行热量交换的换热器）和间壁式（随间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广）三类。在我国换热器的制造技术远落后于外国，由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。 在我国随
14、着经济快速发展的同时，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：合理地实现所规定的工艺条件；结构安全可靠；便于制造、安装、操作和维修；经济上合理。70年代的世界能源危机，有力促进了换热强化技术的发展。为了节能将耗，提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效换热设备。所以这些年来，换热器的开发和研究成了人们关注的课题。当今换热器技术的发展以CFD（计算流体力学技术）、模型化技术、强化传热技术等形成一个高技术体系。所谓提高换热器性能，就是提高其传热性能。狭义的强化传热系数指提高流体和传热之间的传热系数。其主要方法归结为下述两个原理：温度边界层减勃和调换传热面附近的流
