化工设备课程设计-固定管板式换热器机械设计.docx

化工设备机械课程设计
题目: 固定管板式换热器机械设计
系别: 资源与化工学院
专业: 化学工程与工艺
班级: 2014级化工(2)班
学号:
姓名: 普通班B组
指导教师: 邹志明
指导教师职称: 教授
设计日期: 2017年5月14日— 5月28日
目录(B组)
1. 前言 1
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4
、方法 5
5
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5
(简图) 6
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、排液口 18
参考文献 20

化工设备社保机械课程设计属于化工设计的范畴。它是指将一个系统全部用工程制图的方法,描绘成图纸、表格及必要的文字说明,也就是把工艺流程、技术装备转化为语言的过程。化工设计过程具有政策性强、技术性强、经济性强、综合性强的特点。在工程中,将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备,称为换热器。化工生产中换热器的使用十分普遍,由于物料的性质、要求各不相同,换热器的种类很多。了解各种换热器的特点,根据工艺要求正确选用适当类型的换热器是非常重要的。在这种设备内,至少有两种温度不同的流体参与传热。一种流体温度较高,放出热量;另一种流体温度较低,吸收热量。这里所讲的热换热器是以传热为其主要过程(或目的)的设备。在化工、石化、石油炼制、动力、冶金、交通、国防等工业生产中,换热器被广泛使用,其正确的设置,在一般化工厂的建设中,换热器约占总投资的11%。在炼油厂的常、减压蒸馏装置中,换热器约占总投资的40%。随着化工、石化、炼油工业的迅速发展,各种新型换热器不断出现,一些传统的换热器的结构也在不断改进、更新。今后换热器的发展趋势将是不断增加紧凑性、互换性,不断降低材料消耗,提高传热效率和各种比特性,提高操作和维护的便捷性。根据热换热器在生产中的地位和作用,它应满足多种多样的要求。一般来说,对其基本要求有:(1) 满足工艺过程所提出的要求,热交换强度高,热损失小,在有利得平均温差下工作。(2) 要有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构,制造简单,装修方便,经济合理,运行可靠。 (3) 设备紧凑。(4) 保证较低的流动阻力,以减小热换热器的动力损失。,分类方法也不尽相同。若按其用途分,有加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。若按其结构类型分,有列管式、板式、螺旋板式、板翅式、板壳式利翅片管式等。换热器按照结构形式可分为:固定管板式换热器、浮头式换热器;U形管换热器;填料函式换热器。
若按传热原理和热交换方式分,有直接混合式、蓄热式和间壁式三类。换热器的形式繁多,不同的使用场合使用目的不同。化工生产中绝大多数情况下不允许冷、热两流体在传热过程中发生混合, 固定管板式换热器是间壁式换热器的主要类型,也是应用最普遍的一种换热设备。
固定管板式换热器主要是由筒体、封头、管板、换热管、管箱、折流板及法兰等组成,管束两端固定在管板上,管板和筒体之间是刚性连接在一起,相互之间无相对移动,换热器结构简单、制造方便、造价较低;在相同直径的壳体内可排列较多的换热管,而且每根换热管都可单独进行更换和管内清洗;但管外壁清洗较困难。当两种流体的温差较大时,会在壳壁和管壁中产生温差应力,一般当温差大于
50摄氏度时就应考虑在壳体上设置膨胀节以减小温差应力。但当管、壳温差大于70摄氏度时,,导致膨胀节过厚失去温差补偿作用。因此,固定管板式换热器适用于壳程流体清洁,不易结垢,管程常用要清洗,冷热流体温差不太大的场合。固定管板式换热器管程和壳程中,流过不同温度的流体,通过热交换完成换热。当两流体的温度差较大时,为了避免较高的温差应力,通常在壳程的适当位置上,增加一个补偿圈(膨胀节)。当壳体和管束热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束,管束两端用焊接