U型管换热器设计.doc

本科毕业设计（论文）
U型管换热器结构设计与建模
学院名称
制造科学与工程学院
专业名称
过程装备与控制工程
学生姓名
XＸ
学号
ＸX 　
指导教师
XＸ 讲师
二〇一五年六月 　 　
目录
绪论
第一章

　 换热器的生产需求
第二章
２．１ 设计任务
。1 设计题目　
２． 设计参数
方案确定
2。3　确定介质物性参数
２。4 计算总传热系数
2。4．1 热流量
2．4。2　平均传热温差
。３ 水蒸气用量
2。 总传热系数K
2．5　传热面积计算
工艺结构尺寸
．1管束数量确定
。2平均传热温差校正
2。6。3 传热管排列和分程方式
壳体内径Ｄi
２。6。5 折流挡板
2。 接管尺寸
第三章
　构件材料选择
3．1。１ 一般选材原则
3。 压力容器常用钢
3．1。3　构件材料终定
第四章
筒体计算
４．1。1　厚度计算
。2 校核筒壁压力
4。2 封头尺寸计算
４。　封头厚度计算
４。 校核封头应力
4．３管箱短节计算
4．3。１ 管箱短节圆筒厚度的计算
4。 压力及应力计算
管箱短节长度计算
4。4 管板设计及校核
4。４。１　布管面积
4。4。2　管板布管区的当量直径
4．
．4 管板名义厚度
4． 换热管轴向应力计算及校核
开孔补强计算
4。
。2　壳程接管开孔补强
　管程开孔补强
第五章
5．1 设备外部结构
5． 壳体结构
5．１。2 封头结构
5． 管箱结构
　接管设计
。5　法兰选用
５．1．6 支座结构
设备内部件结构
．1 折流板设计
５． 拉杆和定距管设计
5。 分程隔板设计
．4 防冲挡板
5。２．５ 管板设计
5． Ｕ型换热管
　各构件连接形式
。1 压力容器连接形式分类
5．3。2 椭圆封头和壳体的连接
５。3。３ 壳程接管和壳体的连接
5。 管程接管与壳体的连接
　管束和管板的连接
第一章　绪论
1。1换热器的发展及研究现状
　　是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善，，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。７0年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
目前对换热器的研究现状，工程上已经大量使用商业的软件进行换热器的计算。最著名的专业换热器计算软件主要有以下几个：第一是成立于196２年的美国传热研究公司(Heaｔ Traｎｓｆｅr　Rｅsｅarcｈ Inc.，即ＨＴRI）开发的Xchanｇe Ｓuit软件;第二是成立于1976年的英国传热及流体服务中心(Ｈeat　Ｔｒａｎsfer and Fluiｄ Ｆlｏｗ Service，即HTFS)开发的HTＦS系列软件和B—JAＣ软。因此，换热器计算软件发展到今天已经可以向很多制造厂商提供设备条件。目前工业上用得较多的管壳式换热器主要有浮头式、固定管板式和U型管式，其中以浮头式换多。本次选择设计的是Ｕ型管式换热器,它的管板比固定管板式换热器少,其泄露量也相应减少,并且U型管式换热器具有壳程水压试验后烘干更容易,适用场合广、换热面积大、管内介质流速大效率高、检修简便、操作弹性较大、结构简单、价格便宜承受能力强的特点。由于Ｕ型换热管的两端都同时固定在上同一块管板上，管子可以自由伸缩,因此，当壳体