管壳式换热器毕业设计论文(编辑修改稿)

管壳式换热器毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

NNFfP 管子形式对阻力损失的影响 F= 4 8 6 35Re5  of 6  TTc NN 20 18 a2      PP 流体流经过折流板的压降 2 202 2 0 . 3 0 . 4 5 1 7 1 2 . 3 5= 3 . 5 1 6 3 . 5 3 3 8 7 a2 0 . 8 2               B BP N P PD 总压降  6 1 6 9 . 2 3 3 3 8 7 1 1 . 1 5 1 0 9 9 0 a     SPP 计算表明，管程壳程压强降都满足要求。 表 22 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 管 程 壳 程 流 量 kg/h 83825 66613 温 度 ℃ 85/65 第 2 章 换热器的工艺计算 9 压力 MPa 物 性 定性温度 ℃ 75 密度 kg/m3 热容 kJ/kg℃ 粘 度 Pa s 104 104 导热系数 w/m℃ 普兰特数 设备结构参数 型 式 浮头 式 台 数 1 壳体内径 mm 800 壳程数 1 管 径 mm 219 管心距 mm 25 管 长 mm 5500 管子排列 转角 90176。 正方形 排列 管数目（根） 560 折流板数 (个 ) 16 传热面积 m2 160 折流板距 mm 320 管程数 4 材 质 碳钢 主要计算结果 管 程 壳 程 流 速 m/s 传热膜系数 w/m2℃ 816 污垢热阻 m2℃ /w 压力损失 kPa 热负荷 kW 1931 传热温差 ℃ 传热系数 w/m2℃ 390 裕 度 % 本章小结 本章主要阐述了 浮头 式换热器 的工艺计算，根据设计任务和操作条件确定换热器类型，查找物性数据。 进行传热计算，工艺结构尺寸的确定，燕山大学里仁学院毕业设计（论文） 10 管子的规格确定，数目的计算。 是否分程。 其他零部件的初步选定。 壳体的公称直径，接管的计算及确定。 管、壳程流体的阻力计算，以及 总传热系数 校核。 第 3 章 浮头式换热器的强度计算 11 第 3 章 浮头式换热器的强度计算 表 31管、壳程计算相关部分数据 管程 壳程 压力 MPa 操作 设计 温度 ℃ 操作 (进 /出 ) 85/65 设计 100 70 介质 急冷水 石脑油 腐蚀裕量 mm 2 2 程数 4 1 焊接接头系数 壳体计算 筒体计算 根据工艺条件壳程的设计压力为 ，焊缝采用单面焊对接接头局部无损探伤，焊接接头系数  ， 材料选 Q345R， 100℃下材料的许用应力   )163(189100  nc M P a  ＜ 按 GB66541996，取钢材厚度负偏差 ,C1= 腐蚀裕量 mmC 22  ， mmCCC  圆筒计算壁厚  为   mmpDp st is    设计厚度 mmcd 5 0 0   名义厚度 mm81  圆整cdn  有效厚度 mmCne   液压试验 对于内压容器，耐压试验的的目的是：在超设计压力下，考核 缺陷是燕山大学里仁学院毕业设计（论文） 12 否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。 水压试验压力    , M P appttT   式中 Tp 耐压试验压力， Mpa ； P 压力容器的设计压力， Mpa ；  耐压试验压力系数；对于钢和有色金属，液压试验时 。 M P aDP e eitt 6 1 1 ) 0 0( )(     由于 T T ， 所以满足条件 筒体计算 1 .管程的设计压力 P=；焊接接头系数  设计温度 70℃；腐蚀裕量 2 mm。 在此筒体的材料选择 Q345R 设计温度需用应力   MPac 18970  ，钢板负偏差 1= ，腐蚀余量 2mm。 筒体简图如下 ： 图 32通体简图 计算厚度    tt 1 . 6 5 8 0 0 5 . 7= 1 1 6 . 6 42 2 5 . 7    ieePD M P a 名义厚度 n d 1= = m m圆 整 8 c 有效厚度 mmCne   2 液压实验 对于内压容器，耐压试验的的目的是：在超设计压力下，考核缺陷是压力试验允许通过的应力水平 T s = 试验压力下圆筒的应力 第 3 章 浮头式换热器的强度计算 13 否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。 实验压力值    , M P app ttT   实验压力 下圆筒的应力 T M P aDP e eitt 6 1 1 ) 0 0( )(     校核  tT ，所以、合格。 管箱封头的设计 根据工艺条件的要求、和制作的难易程度和材料的消耗情况采用标准椭圆封头最合理。 根据 1 9 9 24 7 3 7/ TJB 标准，取管箱封头为 8800DN ，曲面高度h1=200mm。 直边高度 mmh 252  ，材料选用 Q345R。 最大允许工作压力： M ][2][   ei etw KDP  应力校核： M P aDP e eitt )( )(     为保证耐压实验时管器材料处于弹性状态，在耐压试验前必须按下式校核试验时封头的薄膜应力 t M P aM P aKDPeeist 1 8 92 0 1 0 0( )(][   ）  液压试验 时， t 应满足 t ≤ = 345= 满足要求。 浮头设计计算 根据 GB1511999《管壳式换热器》 [7]选用钩圈式浮头，浮头端盖选用球冠形封头，根据换热器筒体内径 8800DN ，查 GB1511999《管壳式换热器》表 46 可得封头球面内半径 mmRi 600 燕山大学里仁学院毕业设计（论文） 14 图 34浮头简图 表 32布管限定圆参数表 换热器形式 固定管板式 /U形式 浮头形式 布管限定圆直径 32biD  122iD b b b   选择所用参数并绘制表格 33布管限定圆参数表 序号 项目 单位 数值 项目 单位 数值 1 b mm 4 布管限定圆直径 LD 771 mm 2 1b mm 5 垫片压紧力作用中心圆直径 cD mm 3 nb mm 14 封头球面内半径 iR 600 mm 4 2b mm 螺栓中心圆直径 bD mm 布管限定圆直径 LD mmbbbDD iL 7 7 1)(28 0 0)(2 21  浮头法兰和钩圈的内直径 fiD mmbbDD nifi 762)145(2800)(2 1  浮头法兰和钩圈的外直径 0 8 0 8 0 0 8 0 8 8 0    fiD D m m 外头盖内直径 D 第 3 章 浮头式换热器的强度计算 15 mmDD i 900100800100  浮动管板外径 0 2 b 80 0 2 5 79 0     iD D m m 螺栓中心圆直径 Db mmDDD fb 8352)880790(2)( 00  壳程外压 作用下浮头盖的计算 分别按设计压力计算，然后取最大值。 计算压力 mmRi 600 ，封头的材料仍选择 Q345R。 封头材料的许用应力   MPac 189100  焊接接头系数  取腐蚀裕量 C2=3mm，厚度负偏差 C1=。 按内压设计 t = 2M PaCPP  c5 5 1 . 3 2 6 0 0 3 . 4 9 2 m m5 1 8 9 15    itPR mmCd 4 9   mmn 8 按外压设计 假设厚度，取内压计算值 8mm e n 2= 8 3. 3 4. 7 m m    C A= 0 2 60 0 8 2 60 6      inR R m m 查图 GB150 图 65. B=170 此时许用外压力   00 170 1 . 3 4 5 M P a 1 . 3 2 M P a/ 6 0 6 / 4 . 7  BP R 满足壳程内外压的要求。 管板的设计计 算 设计压力及设计温度的选取 A）设计压力 Pd Pd =max（ Pt、 Ps） = 燕山大学里仁学院毕业设计（论文） 16 B）设计温度 取较高侧的设计温度。 T=100℃。 结构系数的确定 A） DG垫片压紧力作为中心圆的直径， mm 按 JB47032020， D4 选取，管板外圆直径为 863mm。 因  0 11b = 8 6 3 8 2 5 9 . 5 m m 6 . 4 m m2 2 2    N 故 0b = 2 .5 3 b = 2 .5 3 9 .5 = 7 .8 m m， N 垫片的接触宽度， mm b0基本密封宽度， mm b 有 效密封宽度， mm DG=847mm B） dA 在布管区内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换热管支承的面积， mm。 对于正方形排列 式中： S 换热管中心距 , mm2； nS 隔板槽两侧相邻管中心距 ， mm；。 取 n=29     239。 9 4 2 525382529 mmSSSnA nd  C）管板布管区当量直径 Dt 换热管正方形排列的浮头式换热器， 管板布管区的面积为 : 2 2 2td= n = 5 6 0 2 5 9 4 2 5 = 3 5 9 4 2 5 m m  A S A tt= 4 3 . 1 4 = 4 3 5 9 4 2 5 3 . 1 4 = 6 7 6 . 6 6 m m  DA tt= D / 67 6. 66 / 87 4. 4 0. 78 9GPD D）面积 管板布管区内开孔后的面积为 ： 22 21t d 19n = 359425 560 = m m44   AA 一根换热管管壁金属横截面积从 GB151 附录 J查得 a= 第 3 章 浮头式换热器的强度计算 17 560 根换热管管壁金属横截面积 Na=560 = E）系数 1na= = 5 9 8 1 3 . 6 2 0 0 6 5 3 . 5 9 = 0 . 2 9 8 A 管束模数为 ttt= naEK LD tE 设计温度下换热管材料的弹性模量； tD 管板布管区当量直径， mm。 换热管的有效长度为 ： L 0n22   L L l 式中 tL 换热管长， mm。 n 管板的名义厚度， mm； 2l 换热管与管板胀接长度或焊脚高度， mm。 根据换热管外径 0 19d mm 查《管壳式热交换器设计手册 GB151》知管板最小厚度 m in 00. 75 0. 75 19 14 .5 2d m m    ，在这里取 mmn 40。 在这里换热管和管板的连接方式选择焊接，参考《管壳式热交换器设计手册 GB151》表 33取 mml 22 。 mml  0n2 2 5 5 0 0 2 4 0 2 1 . 5 5 4 1 7 m m         L L l 所以 tt t 1 9 1 0 0 0 5 9 8 1 3 . 6= n a = = 3 0 8 75 4 1 7 6 8 3 . 2EK LD  管板刚度削弱系数，一般可取 = ~ tt 3087= 0 . 0 4 0 40 . 4 1 9 1 0 0 0 PKK E F）计算 Pa 查系数 C  ~ da t=PP。