課程設(shè)計(jì)---列管式換熱器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)目的2</p><p>　　二、由給定的換熱面積確定換熱器主要結(jié)構(gòu)3</p><p>　　三、列管式換熱器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　四、其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10</p><p>　　五、換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)（強(qiáng)度計(jì)算）

2、12</p><p><b>　　六、心得體會14</b></p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)15</b></p><p>　　列管式換熱器設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　過程設(shè)備設(shè)計(jì)是學(xué)

3、習(xí)化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)備設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握化工設(shè)備設(shè)計(jì)的基本方法，熟悉查詢和正確使用技術(shù)資料，能夠在獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力方面有較大提高，增強(qiáng)工程觀念和實(shí)踐能力。</p><p><b>　　已給設(shè)計(jì)條件：</b></p><p><b>　　接管表：</b></p>

4、<p>　　二、由給定的換熱面積確定換熱器主要結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)已知條件，確定換熱管數(shù)目和管程數(shù)目：</p><p>　　由由已知條件查表3-2換熱管規(guī)格，取換熱管為碳鋼GB8163的換熱管</p><p><b>　　換熱管數(shù)目：</b></p><p>　　管程數(shù)：根據(jù)給定的任務(wù)固定管板式換熱

5、器，選擇單管程</p><p><b>　　管子排列方式選擇</b></p><p><b>　　選擇正三角形排列</b></p><p>　　管板與換熱管采取焊接，管心矩</p><p><b>　　查表3-6得：</b></p><p>　　排管方式

6、，正六角形對角線上管數(shù)b=33，弓形部分第一列排管6 得管子總數(shù)853</p><p><b>　　殼體內(nèi)徑</b></p><p>　　換熱器的內(nèi)徑取決于傳熱管數(shù)、管心距和傳熱管的排列方式。對于單程換熱器，殼體內(nèi)徑由下式確定：</p><p>　　圓整后去殼體內(nèi)徑為1200</p><p><b>　　折流板

7、和支持板</b></p><p>　　列管式換熱器殼程流體流通面積比管程流通面積大，為增大殼程流體的流速，加強(qiáng)其喘流程度，提高其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，需設(shè)置折流板。折流板有橫向和縱向兩類，單殼程的換熱器僅需設(shè)置橫向折流板。折流板的布置一般應(yīng)使靠近管板的第一塊或最后一塊折流板盡可能靠近殼程進(jìn)出口接管。</p><p>　　折流板與管板的間距：</p><p>　　

8、—?dú)こ探庸芪恢米钚〕叽?lt;/p><p><b>　　—防沖板長度</b></p><p><b>　　折流板外直徑</b></p><p><b>　　折流板的管孔查表</b></p><p>　　換熱器折流板管孔尺寸及允許偏差/mm</p><p>&

9、lt;b>　　的管孔直徑</b></p><p>　　折流板的厚度查表根據(jù)殼體直徑換熱管無支撐長度</p><p><b>　　折流板厚度</b></p><p><b>　　得折流板的厚度取8</b></p><p><b>　　防沖板</b></p&

10、gt;<p>　　為了防止殼程物料進(jìn)口處流體對換熱管表面的直接沖刷，引起侵蝕及振動，應(yīng)在流體如樓處裝置防沖板，以保護(hù)換熱管。</p><p>　　防沖板周邊與殼體內(nèi)壁所形成的流通面積為殼程進(jìn)口接管截面的1—1.25倍。防沖板的直徑應(yīng)大于接管外徑50mm取防沖板直徑為250mm</p><p>　　防沖板的最小厚度：當(dāng)殼程接管進(jìn)口直徑小于300mm時(shí)，對不銹鋼取板厚3mm。&l

11、t;/p><p><b>　　防沖板的形式：</b></p><p><b>　　拉桿，定距管</b></p><p>　　拉桿是使折流板與管板固定的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　拉桿的形式</b></p><p>　　拉桿直徑、數(shù)量、尺寸</p&

12、gt;<p><b>　　查表</b></p><p><b>　　拉桿數(shù)量</b></p><p><b>　　拉桿直徑/mm</b></p><p>　　確定拉桿的直徑為16mm</p><p><b>　　拉桿數(shù)量為6</b></

13、p><p><b>　　拉桿的布置</b></p><p>　　拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。拉桿位置占據(jù)換熱管的位置，對于大直徑換熱器，在不管去的中心部分或靠近折流板缺口處也因布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿。</p><p><b>　　旁路擋板</b></p><p>　　在換熱器殼程，由于管束邊緣和分程部

14、分都不能排換熱管，所以在這些部位形成旁路。為防止殼程物料從這些旁路大量短路，可在管束邊緣的適當(dāng)位置安裝旁路擋板，增大旁路的主力，迫使物料通過管束進(jìn)行換熱。</p><p>　　根據(jù)換熱器的公稱直徑大于1000所以取3對旁路擋板</p><p><b>　　接管</b></p><p>　　接管高度確定，接管伸出殼體外壁的長度，主要考慮法蘭的形式

15、，焊接操作條件，螺栓拆裝，有無保溫及保溫厚度因素決定。符合下式計(jì)算值：</p><p>　　為接管法蘭厚度，為接管法蘭的螺母厚度，為保溫層厚度</p><p><b>　　查表</b></p><p>　　PN≤4.0MPa的接管伸出長度/mm</p><p><b>　　取接管長度為200</b>

16、</p><p>　　接管安裝位置最小尺寸確定，殼程接管安裝位置的最小尺寸如圖，按下式估算：</p><p><b>　　無補(bǔ)強(qiáng)圈 </b></p><p>　　一般取倍殼體壁厚且不小于50—100mm。</p><p><b>　　取 得：</b></p><p><

17、;b>　　接管法蘭的選?。?lt;/b></p><p><b>　　查附錄四：管法蘭</b></p><p>　　選取板式平焊鋼制管法蘭</p><p><b>　　排氣、排液接管</b></p><p>　　為提高傳熱效率，排除或回收工作殘液，凡不能借助其他接管排氣、排液的換熱器應(yīng)在

18、其殼程和管程的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)，分別設(shè)置排氣、排液接管，排氣、排液接管接管的端部必須與殼體或管箱殼體內(nèi)壁平齊。</p><p><b>　　9、管板</b></p><p><b>　　管板結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p>　　由于是固定管板式換熱器將固定管板兼作法蘭</p><p>　　直接查表4-

19、14固定管板式換熱器管板尺寸</p><p>　　查表4-17換熱管和管板孔直徑允許偏差</p><p>　　確定管板孔直徑為25.4mm</p><p>　　三、列管式換熱器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1、傳熱管與管板的連接</p><p>　　管子與管板采用強(qiáng)度焊接連接，保證換熱管與管板連接的密封性及抗拉脫強(qiáng)

20、度</p><p><b>　　如圖：</b></p><p><b>　　焊接結(jié)構(gòu)尺寸：</b></p><p>　　強(qiáng)度焊結(jié)構(gòu)尺寸/mm</p><p>　　管板與殼體及管箱的連接</p><p>　　延長部分兼作法蘭的管板：</p><p>&l

21、t;b>　　管板與管箱的連接：</b></p><p><b>　　3、管箱</b></p><p><b>　　管箱的形式：</b></p><p><b>　　選用d型管箱</b></p><p><b>　　管箱結(jié)構(gòu)尺寸確定</b>

22、</p><p>　　單程管箱采用軸向接管，按流通面積計(jì)算</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　四、其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、法蘭的選用</b></p><p>　　根據(jù)管箱公稱直徑，壓力<

23、;/p><p>　　選用JB4701甲型平焊法蘭</p><p><b>　　墊片的選用</b></p><p>　　根據(jù)JB4704 非金屬軟墊片</p><p><b>　　支座</b></p><p>　　臥式支座標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4712鞍式支座</p><

24、;p>　　五、換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)（強(qiáng)度計(jì)算）</p><p><b>　　1.管板強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　BS法：</b></p><p><b>　　管板厚度為40mm</b></p><p><b>　　計(jì)算K值 </b><

25、;/p><p><b>　　管板計(jì)算公式</b></p><p>　　按計(jì)算，然后按值計(jì)算滿足</p><p>　　按計(jì)算，然后按該值計(jì)算，滿足</p><p>　　校核結(jié)果為管板40mm夠用</p><p><b>　　殼體、封頭強(qiáng)度計(jì)算</b></p><

26、p>　　在換熱器中，殼體、封頭及管箱短節(jié)的厚度應(yīng)按GB150《鋼制壓力容器》計(jì)算；但殼體的最小厚度按GB151《鋼制管殼式換熱器》規(guī)定，不得小于下表</p><p>　　碳素鋼低合金鋼圓筒的最小厚度/mm</p><p><b>　　筒體厚度取10mm</b></p><p>　　由工藝設(shè)計(jì)給定設(shè)計(jì)溫度40為設(shè)計(jì)壓力選低合金結(jié)構(gòu)鋼板16M

27、nR卷制，材料70時(shí)的許用應(yīng)力，取焊縫系數(shù)，腐蝕裕量</p><p>　　（1）、管箱短節(jié)厚度計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算厚度 </b></p><p>　　對于低合金鋼，為滿足運(yùn)輸剛度要求取S=3mm</p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度 </b></p><p&

28、gt;<b>　　名義厚度 </b></p><p><b>　　有效厚度 </b></p><p><b>　　水壓試驗(yàn)壓力 </b></p><p>　　所選材料的屈服應(yīng)力 </p><p>　　水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核 </p><p>　　

29、所以，水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　?。?）、封頭的厚度計(jì)算</p><p><b>　　封頭采用標(biāo)準(zhǔn)封頭</b></p><p><b>　　封頭厚度</b></p><p>　　對于低合金鋼，為滿足運(yùn)輸剛度要求取S=3mm</p><p><b>　

30、　設(shè)計(jì)厚度 </b></p><p><b>　　名義厚度 </b></p><p><b>　　有效厚度 </b></p><p>　　3、法蘭、浮頭蓋、鉤圈</p><p>　　計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)GB150、GB151</p><p><b>　　六、心

31、得體會</b></p><p>　　通過兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我們對化工設(shè)備設(shè)計(jì)有了更多的了解，對過程裝備與控制工程這門學(xué)科也有了更深的了解。我覺得課程設(shè)計(jì)時(shí)讓我們更好的去理解一門學(xué)科，也是讓我們能更好的去了解我們到底學(xué)到了什么東西。學(xué)會了什么東西，課程設(shè)計(jì)一開始，我覺得茫然，不知道要去做什么，也不知道我們做成什么，不過一點(diǎn)一點(diǎn)慢慢來，當(dāng)圖紙畫滿線條的時(shí)候，覺得自己是成功的，成功的完成了繪圖，成功的學(xué)到了

32、以前認(rèn)為不重要的東西，生活中的好多事要我們?nèi)W(xué)習(xí)的，從一點(diǎn)一滴的學(xué)習(xí)當(dāng)中我們能感到自己的成長，也能不斷地充實(shí)自己。做每一件事情的時(shí)候，我們應(yīng)該認(rèn)真，應(yīng)該多動動腦子，這樣才能勞有所獲，以后的生活中，我應(yīng)該注重這些，這樣才能有所成就。此次設(shè)計(jì)讓我們學(xué)習(xí)了更多化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)了化工設(shè)備設(shè)計(jì)能力，通過這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使我掌握化工設(shè)備設(shè)計(jì)的基本方法，熟悉查詢和正確使用技術(shù)資料，能夠在獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力方面有較大提高，增

33、強(qiáng)了我的工程觀念和實(shí)踐能力。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 匡國柱、史啟才</p><p>　　《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》 鄭津洋、董其伍</p><p>　　《化工原理課程設(shè)