《(精品)管板式换热器专题毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(精品)管板式换热器专题毕业设计（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、徐州工业职业技术学院毕业设计任务书课题名称 流体输送与传热工段换热器的计课题性质设 计系 名 机 械 工 程 系 专业过程装备及其自动化指导教师陆 英 学生姓名AAAAAAAAAAAAAAAAAA 论文真实性承诺及指导教师声明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
2、业生签名： 日 期： 指导教师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： 摘要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。本文以固定管板式管式换热器为研究对象，对换热器的发展、背景、分类和用途进行了阐述。本文主要以水和导热油为介质，第二章以此对换热器进行了计算，换热器的外部设计包括它的筒体的设计、封头的设计、管箱和换热器支座的设计。换热器的内部设计包括换热管的尺寸、固定管板的厚度的计算，同时
3、还进行了水压试验。除了上述以外，换热器的研究内容还应包括它的管法兰、开孔、接管处的零部件，还有它的附件等等。关键词： 换热器 压力容器 固定管板式ABSTRACT Heat exchanger is part of the thermal fluid heat transfer to a cooling fluid, to achieve chemical processes essential heat exchange and transmission equipment. In this paper, fixed tube plate and tube heat exchanger as
4、 the research object, the development of the heat exchanger, background, classification and use are described.In this paper, water and thermal oil as the medium, the second chapter as the calculation of the heat exchanger, heat exchanger tube external design, including its design, head of design, ta
5、nk and heat exchanger tube bearingdesign.The internal design of heat exchanger tubes, including the size, fixed tube sheet thickness calculation, and also conducted a pressure test. In addition to the above, the heat exchanger of the research should also include it in the pipe flange, opening, took
6、over at the parts, as well as its accessories and more.KEYWORDS: heat exchanger ；pressure vessel；fixed heat exchange1徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）第一章 化工概论化工设备是化工生产过程的具体实现者，化工设备是否正常直接关系到生产的安全和稳定1。其用途主要用于给工作介质提供热量、有的用与热量交换、有的用于传质和分离、完成化学和物理反应、储存物料等2。 然而在化工设备中化工容器占据着举足轻重的地位，由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，化工容器一般有筒体、封头、支座、法兰及
7、各种容器开孔接管所组成，通常为压力容器，因为压力容器是化工设备的主体，对其化工生产过程极其重要，国家对其每一步都有具的标准对其进行规范，如：中国压力容器安全技术监察规程、GB1501998钢制压力容器、GB1511999管壳式换热器等。在其中能根据不通的操作环境选出不同的材料，查出计其允许的工作压力，工作温度等。1.1 换热器概述换热器简单说是具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产中，换热器的主要作用是使用热量由温度较高的传递给温度较低的流体，使流体温度到达工艺流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要3。近年来，由于工艺要求、能源危机和环境保护等诸多因素，换热器不断的更
8、新完善，同时也出现了很多新型换热器。为了提高当今换热器的传热性能，出现了几种新型换热器,改掉了其原有的缺点与不足。横坟管折流杆换热器： 这是融合了折流杆换热器技术与横纹管强化技术的一种高效换热器见图1-1。其折流栅具有抗振力强，消除了壳程滞流区，改善了壳程流体的速度和温度的分布。最大的改变是其壳程不再设置折流板，而由折流板，而由折流杆组成的折流圈来代替折流板，集对管子起支撑作用，又对流体起扰动作用，藉以达到强化传热的目的。近年来，研究人员将将在相同管内流速下传热效率优于螺旋植管的横纹管用于折流杆换热器。使其在换热效率不变的情况下原有的换热面积大大减少，重量也比原有的换热器减轻很多，设备投资节省
9、，强化传热元件的应用与高效换热设备的开发:极大地提高了企业的经济效益和社会效益.横纹管折流杆换热器的开发应用结果证明，强化传热元件与折流杆的有机组合.在提高管程换热速率的同时也提高了壳程的换热速率.工业运行证明横纹管具有传热效率高、流体阻力小、抗振性能好的特点4。 图1-1横坟管折流杆换热器 缩放管整圆抽孔折流栅板换热器：缩放管整圆槽孔折流栅板换热器是近两年来厂校合作开发的另一种新型换热器，是又一种强化传热元件与新型壳程折流结构的优化组合.通常认为强化对流给热的方法是反复改变纵向压力梯度作用下流体的流动，这种流动方式由依次交替的扩展段和收缩段来实现。大量研究证明，波型通道在相同流动阻力下，较平
10、行流道具有更高的传热性能.缩放管其扩展段得到有效的利用，收缩段还利用了流体粘附层速度提高的效果;整圆榴孔折流栅板即折流姗板为一个整圆不开弓形口而洗通每排管的管桥，格孔参数可根据所需流速的大小来确定4。近些年来，由于节约能源日益受到重视，高换热性能的管式类换热器的应用发展比较迅速。最新出现的空心内管换热器，不仅结构强度高，而且换热性能好。空心内管换热器： 空心内管换热器具有较明显的优势，如图1-2图1-2 空心内管换热器空心内管换热器与现有各种换热器的区别，主要在于其换热管内加装了具有外螺旋的空心内管装置，而且空心内管换热器为套管结构，具有能够薄层换热的环形流道，沿小螺旋导流叶片形成的一种螺旋前
11、进环状薄层空间流通5。激波换热器：激波加热器由三段组成一蒸汽喷射段、汽水混合段、射流扩压段。它的工作原理 ：激波加热器是利用蒸汽和水直接混合进行供热或生活热水供应领域的高新技产品。运行时汽、水瞬间混合，形成流态复杂的、具有超可压缩性(即压缩系数骤增)的汽水两相流体，混合后流体流速迅速由压音速转变为超音速却无需消耗机械能。在经过瞬间的热量与动量传递后，蒸汽完全凝结入水中共同形成高温高压的热水从该设备中输出，直接进行供热循环或热水供应。也就是说在一定条件下(如能提供一定要求的蒸汽压力)激波加热器运行时可以取代泵或减少泵的功率推动系统的循环。具有：(1)换热效率高(节流) (2)节电(3)改善系统循
12、环(4)易维护(5)体积小，节省基建投资(6)投资回报率快6。换热器在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。近几年来研究并制造出了许多新型具有抗腐蚀的换热器。例如：聚四氟乙烯换热器、钛质热交换器、不锈钢换热器等。聚四氟乙烯换热器：聚四氟乙烯换热器亦称为塑料王换热器，超强的耐蚀防老化性能使其广泛应用于化工、酸洗、电镀、医药、阳极氧化等行业，同时，由于其耐温性能极佳，既适用于蒸汽加热，亦适用于热水加热。它具有无以伦比的化学稳定性和冷热稳定性（-250260）。其换热器管板和管束(310mm毛细管)均是采用先进的粉末冶金工艺烧结而成，各种性能优异。并
13、且&采用独有的、先进的焊接方法，使氟塑料换热器管束与管板之间的连接强度达到1.5 MPa，解决了传统氟塑料换热器焊接方法存在微渗漏而需要漏管的问题。同时兼具抗垢性好、寿命长综合成本低、阻力小、体积小重量轻等优点7。高通量换热器：烧结型高通量管是指采用粉末冶金的方法在普通换热管表面烧结一薄层具有特定结构的多孔表面高效换热管。表面多孔层的凹穴与孔隙相互连通,可以显著强化沸腾传热,传热效果甚至可提高20倍。这是至今为止换热系数最高的管式传热元件。通过对比试验,探索优化了较低温度下的高通量换热管烧结工艺,实现了铜管、铜镍管、碳钢管、耐热钢管等系列换热管内外表面多孔管特征参数的可控制造高通量换热器与普通
14、换热器在设计、加工制造、检验方面均有其特点。项目解决了高通量管表面预处理、粉末涂覆、烧结、校直、U 弯成形等技术难题,开发了具有多项关键技术的表面多孔高通量管生产成套技术及装备;掌握了工业化应用系列高通量换热器(浮头式换热器、固定管板式换热器、U 形管板换热器等) 的设计、制造、检验等关键技8。如图1-3。外表面铜基多孔层高通量管外表面铁基多空层高通量管 双面强化高通量换热管 图1-3 高通量换热器新型单管程的浮头式换热器： 这种换热器是在管程出口处设置波纹管膨胀节来消除管、壳程温差带来的应力如图1-4。这种结构既区别于传统的浮头式换热器，又不同于填料函式换热器，兼顾了两者的优点，弥补了各自的
15、不足。 单管程的浮头接管结构由球冠形封头、波纹膨胀节、筒节、平盖、法兰A、法兰B、法兰C、紧固件AB、紧固件BC、锥体及管程出口法兰所组成，见图4。在球冠形封头上开孔并设一短节，通过该短节与波纹膨胀节连接，波纹膨胀节通过另一短节与法兰A连为一体，法兰A与法兰B通过紧固件AB联接。法兰C由紧固件BC压紧法兰B的前后密封面与平盖连成整体结构，这种结构不仅便于安装和拆卸，而且能很好地解决管、壳程之问的温差应力。 图1-4 新型单管程的浮头式换热器1.2 储罐概述油品和各种液体化学的储存设备-储罐，是石油化工装置和运输系统设施的重要组成部分。用于储存生产原料、成品及半成品等。如立式和卧式储油罐，储存液化石油气、煤气以及其他气体和低沸点的石油化工原料的各类球罐、卧式罐等储罐在冶金、制氧、航空及其他行业也有广
