固定管板式换热器设计aaa

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1、前言2列管式换热器机械设计3一、问题重述31.1设计题目31.2已知条件3二、计算42.1管子数N42.2管子的排列方式，管间距的确定42.3换热器壳体直径的确定42.4换热器壳体壁厚的计算52.5换热器封头换热器封头的选择52.6封头法兰的选择62.7管板尺寸的确定62.8管子拉脱力计算92.9折流板设计112．10拉杆、定距管122.11波形膨胀节的计算132.12接管法兰的选择152.13开孔补强152.14封头法兰垫片162.15底座16三、课程设计小结16参考资料1717前言换热器在工、农业的各个领域应用的十分广泛，在日常生活中也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一。换热器

2、的研究备受各种研究机构的关注和重视，其性能的每一点提高都意味巨大的经济与社会效益。管壳式换热器虽然在换热效率、设备体积和金属材料的消耗方面不如其他新型的换热设备，但它具有结构坚固、操作弹性大、可靠程度高、使用范围广等，所以在各领域中仍得到广泛的应用。对于学习化工机械的大学生来说，换热器设计是必须要了解和掌握的知识之一。换热器设计是一个复杂而艰辛的过程，它不仅仅是确定一个或者多个可行的解决方案，还要求确定最可能的或接近最优的设计方案。管壳式换热器的结构设计，必须考虑很多的因素，如压力、温度、材料、流体性质及检修清理等，通过各种因素的综合考虑，来选择合适的设计方案。本次课程设计通过对固

3、定管板式换热器的的结构设计以及整体装配的设计，了解到换热器大体的设计过程和装配过程，丰富了我们所学习的知识，学以致用，加强了我们对知识的实际应用能力，并且在设计过程中一些新的知识，开阔了自己是思维，对我们以后的工作具有很大是指导意义。本次课程设计由陈庆和王海波老师指导，特此表示感谢。由于设计者水平有限，不足之处，还望指导。xxx2011年12月26日17列管式换热器机械设计一、问题重述1.1设计题目年产3000吨合成氨厂变换工段换热器的机械设计。1.2已知条件（1）气体平均压力：管程：半水煤气0.7(绝压)；壳程：变换气0.6（绝压）；（2）半水煤气进口温度180℃，出口温度370

4、℃；变换气进口温度400℃，出口温度220℃。（3）由工艺计算求得换热面积为130。二、计算2.1管子数n换热管选用Φ32×3的无缝钢管，材质为20号钢，换热管的长度推荐采用1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,4.5,6.0,7.5,9.0，12.0，本次设计选取管长为3米。管子的当量直径为:。换热面积:根考虑到换热过程中的各种热量损失，圆整确换热管数量n=476根。172.2管子的排列方式，管间距的确定换热管的排列方式采用正三角形排列，换热管中心距不宜小于1.25倍的换热管外径，由GB151-1999《管壳式换热器表》中表12可知换热管外径时，换热管中心距。查表得六角形层数为

5、12层，六角形对角线上的管子数为25个。2.3换热器壳体直径的确定壳体内径:S——换热管中心距，S=40；b——正六角形对角线上的管子数，b=25个；最外层管子的中心到壳体边缘的距离，取=2d；选取壳体内径。2.4换热器壳体壁厚的计算(不用改)壳体材料选取A3R，已知壳体承受压力为，设计压力应该取大于取设计压力，设计温度取400℃，设壁厚在3-16之间，此时材料的许用应力；钢板宽度在2500-4000时，材料的允许负偏差C1=-0.8；对于碳素钢，腐蚀裕量C2不小于1，取C2=2；焊接接头形式为单面焊对接接头，局部无损检测，焊接接头系数Φ=0.8。此时筒体的计算厚度：实际所需厚度1

6、7所以材料的名义厚度可以圆整取。2.5换热器封头换热器封头的选择上下封头均选择标准椭圆形封头，封头材料选A3R，根据JB/T4746-2002标准，以内径为基准，封头公称直径，封头厚度也取,曲面高度,查表可知封头总高度。封头结构如下图：2.6封头法兰的选择材料选择16Mn，根据JB/T4703-2000，选用的榫槽密封面长颈对焊法兰，其规格尺寸如下图：172.7管板尺寸的确定选用固定式换热器管板e型，管板与壳程圆筒连为整体，期延长部分兼做法兰，与管箱用螺柱、垫片连接；管板材料选用16Mn。单管程(延长部分兼作法兰固定管板换热器管板，管板周边布管区较窄(管板周边布管区无量纲宽度)，假

7、定管板厚度为，管子加强系数为，则（1）式中：——壳程圆筒内径，；——管板计算厚度，；——管子根数；——一根换热管管壁金属的横截面积，；——管板刚度削弱系数，取=0.4；——管子有效长度，；——管子设计温度下的弹性模量，；17——管板设计温度下的弹性模量；。（2）式中：——管板布管区当量直径，；——管板布管区面积，。（3）式中：——管板布管区的当量直径与壳程圆筒内径之比。对单管程换热器，三角形排列时：（4）（5）式中：——管间距，；——管子壁厚，；——管子外径，。（4）