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1、第Ⅰ页共Ⅲ页本科毕业设计管壳式换热器设计毕业设计目录1引言11.1管壳式换热器的研究11.2管壳式换热器的研究趋势11.3螺旋板式换热器的研究21.3.1螺旋板式换热器国内研究进展21.3.2螺旋板式换热器国外研究进展21.4本课题的目的和意义22管壳式换热器的工艺计算32.2确定管程软水的物性参数32.2.1定性温度32.2.2热容42.2.3黏度42.2.4导热系数42.2.5密度42.3确定壳程气氨的物性参数42.3.1定性温度42.3.2热容42.3.3黏度42.3.4导热系数42.3.5密度42.4估算传热面积42.4.1热负荷Q按大
2、的传热量42.4.2平均有效温差：52.4.3传热面积52.5工艺结构尺寸52.5.1决定通入空间，确定管径52.5.3确定管程(数)、传热管数n、管长L及壳体内径52.5.4拉杆52.5.5折流板52.5.6画布管图6第Ⅱ页共Ⅲ页本科毕业设计2.5.7接管62.6换热器核算72.6.1传热能力的核算72.6.2换热器内流体阻力计算93管壳式换热器的结构设计及强度计算123.1换热器筒体及封头的设计123.1.1筒体设计123.1.2封头与管箱设计123.2换热器水压试验及其壳体应力校核133.2.1压力试验的目的133.2.2试验压力及应力校
3、核133.3开孔补强133.3.1对管程接管的补强计算133.3.2对壳程接管的补强计算153.4法兰的选用173.4.1筒体法兰的选用173.4.2管法兰的选用173.5折流板设计173.6管板设计173.6.1换热气的设计条件173.6.2结构尺寸参数173.6.3各元件材料及其设计数据193.6.4设计计算193.7支座形式的确定303.7.1已知条件303.7.2校核313.7.3计算支座承受的实际载荷313.7.4计算支座处圆筒所受的支座弯矩314螺旋板式换热器的设计314.1传热工艺计算314.1.1传热量计算324.1.2冷却水的
4、出口温度324.1.3螺旋通道截面积与当量直径de的计算324.1.4雷诺数和普朗特数32第Ⅲ页共Ⅲ页本科毕业设计4.1.5给热系数的计算334.1.6总传热系数K334.1.7对数平均温差344.1.8换热器传热面积F344.1.9螺旋通道长度L344.1.10螺旋圈数n与螺旋体外径344.2流体压力降ΔP计算354.2.1按直管压力降的计算公式354.2.2按大连工学院等单位推荐的公式计算364.3螺旋板的强度、挠度与校核364.3.1强度计算364.3.2螺旋板的挠度374.3.3螺旋板式换热器的稳定性384.4螺旋板式换热器的结构尺寸3
5、84.4.1密封结构384.4.2定距柱尺寸384.4.3换热器外壳384.4.4进出口接管直径394.4.5中心隔板的尺寸394.4.6水压试验时应力校核40结束语41致谢42参考文献43第43页共43页本科毕业设计1引言换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。一般换热设备在化工、炼油装置中的建设费用比例达20%~50%因此无论从能源利用，还是从工业的投资来看，合理地选择和设计换热器，都具有重要意义。换热器按照传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式等三大类，其中间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛
6、地换热器。其中适用于气-液介质的间壁式换热器主要有管壳式换热器和螺旋板式换热器。1.1管壳式换热器的研究目前,我国的管壳式换热器仍以弓形折流板加光滑管为主,效率低,能耗高，难以满足生产要求。因此,积极进行管壳式换热器的强化研究是非常必要的。强化传热技术的应用就是为了进一步提高换热设备的效率,减少能量传递过程中的不可逆失,更合理更有效地利用能源,减少换热面积,降低金属消耗。强化传热已被学术界称为第二代传热技术，其强化途径主要有:提高传热系数,扩大传热面积,增大传热温差等。其中提高传热系数是当今强化传热的重点。在实际的操作过程中可以通过强化管程传热
7、和强化壳程传热两个方面强化换热器的传热。（1）强化管壳式换热器管程的传热,主要是通过增加流体湍流度、扩展传热面积和提高流体流等方法实现,即在内表面加工凸肋或翅片结构、在管内加插入物以及提高流速，强化传热机理及主要研究如下所述。（2）传统的管壳式换热器,流体在壳侧流动存在着转折和进出口两端涡流的影响区,影响了壳程的传热系数。为了强化壳程传热，目前的研究途径主要有两种，包括管型与管间支撑物的研究。1.2管壳式换热器的研究趋势作为一种高效紧凑式换热器，在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中，除了高温、高压和特殊介质条件外,随着强化传热理论的研究,加强
8、管壳式换热器的改进,将高效传热管与壳程强化传热的支撑结构相结合是今后换热器发展的一个重要方向。第43页共43页本科毕业设计无论是管程强化传热技术还是壳
