流量為210th-U型管式冷凝器設計畢業(yè)設計論文

摘要換熱設備在工業(yè)生產中的主要作用是能夠使熱量從溫度比較高的流體傳遞到溫度比較低的流體，從而使流體的溫度達到工藝過程中規(guī)定的指標，滿足工藝過程的需要。換熱器中的管殼式換熱器是目前應用最為廣泛的一種換熱設備，已作為一種標準換熱設備[1]。這一種換熱器的特點是比較容易制造，生產成本相對較低，選用材料的范圍比較廣，換熱表面的清潔相對比較方便，適應能力較強，處理問題的能力較大，在高溫和高壓的情況下也可以使用[1]。與其他的換熱器作比較，它的主要特點是在單位體積內的傳熱面積較大而且傳熱效果比較好。除此之外，它的結構簡單，操作的彈性也大，所以在高溫、高壓的情況下以及在大型裝備的應用上更多的使用管殼式換熱器[1]。本次設計的題目是“流量為210t/hU形管式冷凝器”，U型管式換熱器是管殼式換熱器的其中一種，它的結構主要包括管板、殼體、管束等零部件，重量相對比較輕。它將換熱管彎成U形，并將換熱管的兩端固定在了同一塊管板上，故而密封面比較少，達到了更加節(jié)能的原則。換熱器的材料選用恰當，主要結構的尺寸也進行了合理的選擇，均能夠滿足換熱器在強度、剛度、穩(wěn)定性以及水壓試驗等校核方面的要求。本次U型管式換熱器設計的殼程介質為水，管程介質為水。流量為210t/h，殼程的工作溫度為95℃，管程的工作溫度為20℃，殼程的設計溫度為70℃，管程的設計溫度為60℃。在其結構上安裝有八塊折流板，以增加流體的湍流速度。設計壓力為管程1.9MPa，殼程0.75MPa。依據給定的條件，查閱GB150-2011《鋼制壓力容器》，GB151-1999《管殼式換熱器》以及換熱器手冊等標準，通過試算法獲得總傳熱系數，所得傳熱面積為193.4m2.考慮到介質特性，采用φ25×2×6000的Q345R的無縫鋼管，本設計采用412根換熱管可以滿足換熱量。接管法蘭我選取了板式平焊法蘭，并選用鞍式支座支撐。在本次畢業(yè)設計過程中我已經完成了文獻綜述，設計說明書，一張總裝配圖和三張零件圖的繪制。換熱器在工業(yè)、農業(yè)等許多的領域運用十分的廣泛，當然在日常生活中和現實中的傳熱設備也隨處可以見到，是不可能缺少的工藝設備和單元之一。隨著研究的不斷深入，工業(yè)應用也取得了顯著的成效。并且在許多化工單元操作的場合也作為一種十分重要的附屬設備進行使用，所以在化工生產中換熱器也占有著非常非常重要的地位。關鍵詞：換熱器；管殼式；U形管；管板；AbstractHeatexchangeequipmentinindustrialproduction,themaineffectistobeabletomakeheatfromhightemperaturefluidtothelowertemperatureoffluid,sothatthetemperatureofthefluidcanreachtheindexesofthespecifiedintheprocess,meettheneedsoftheprocess.Intheheatexchangertubeandshellheatexchangeristhemostwidelyused,aheatexchangeequipmenthasasastandardheatexchangeequipment.Thecharacteristicsofthiskindofheatexchangerisrelativelyeasytomanufacture,theproductioncostisrelativelylow,andtheuseofmaterialrangeiswide,sotheheatexchangesurfacecleaningisrelativelysimple,strongabilitytoadapt,abilitytohandleproblems,inthecaseofhightemperatureandhighpressurecanalsouse.Comparetootherheatexchanger,itsmaincharacteristicisinheattransferareaperunitvolumeislargerandtheheattransfereffectisbetter.Inaddition,itsstructureissimple,theoperationoftheelasticityisbig,sointhecaseofhightemperatureandhighpressure,andtheapplicationofinlarge-scaleequipmentontheuseofmoretubeandshellheatexchanger.Thetopicofthisdesignisthe\"flowof210t/h\"ofu-tubeheatexchanger,theUtubeheatexchangerisoneofthetubeandshellheatexchanger,anditsstructuremainlyincludesthetubeplate,shellandtubebundlecomponents,relativelylightinweight.Itwillbebentintoau-shapedheatexchangetube,andthetwoendofheatexchangetubefixedonthesamepieceoftubeplate,sealingsurfaceislessso,totheprincipleofmoreenergyefficient.Heatexchangerofthepropermaterialselection,thesizeofthemainstructureisareasonablechoice,allcansatisfytheheatexchangerinstrength,stiffness,stability,andwaterpressuretestrequirements.TheshellsideoftheUtubeheatexchangerdesignmediumforwater,inthemediumforoilpasses.Theshellsideoftheflowrateof210t/h,theworkingtemperatureof95℃,monitortheworkingtemperatureis20℃,thedesignoftheshellsidetemperatureis70℃,thedesignoftubesidetemperatureis60℃.Ineightpiecesofbaffleareinstalledonthestructure,toincreasetheturbulencevelocityofthefluid.Theshellsideofthedesignpressureforthecoil1.9MPa,0.75MPa.Accordingtothegivenconditions,consulttheGB150-2011\"steelpressurevessel\"andGB151-1999\"tubeshellheatexchangerandheatexchangermanualsuchasstandard,throughthetestalgorithmtoobtainthetotalheattransfercoefficient,theheattransferareaof193.4msquared.Consideringthemediumcharacteristic,adoptthephi25x2x6000Q345Rofseamlesssteeltube,thedesignadopts412heatexchangetubecanmeetthechangeofheat.NozzleflangeIselectedtheplateflatweldingflange,andselectsthesaddlesupport.Ihavealreadyfinishedintheprocessofthegraduationdesignreview,designspecifications,threepartdrawingandthedrawingofageneralassemblydrawing.Heatexchangerusedinmanyfieldssuchasindustry,agricultureisverywide,heattransferequipmentindailylifeandreality,ofcourse,alsocanbeseeneverywhere,itisimpossibletoalackofprocessequipmentandoneoftheunit.Withthedeepeningoftheresearch,industrialapplicationhasmadesignificantachievements.Occasionsandinmanychemicalunitoperationsarealsousedasakindofimportantauxiliaryequipment,sotheheatexchangerinchemicalindustryproductionalsoplaysaveryimportantposition.Keywords:Heatexchanger;ShellandTube;U-shapedtube;Tubeplate.目錄TOC\o"1-5"\h\u11453第一章、換熱器的綜述 致謝轉眼間四年的大學生活就到了尾聲，在這四年的學習生活中我收獲頗深，為我以后的工作生活打下了堅實的基礎，而這一切的收獲除了我不懈堅持努力還有這四年各位師長的悉心栽培，雖然我不是你們最出色的學生，我不是你們的驕傲，但是我以有這樣優(yōu)秀的老師們而自豪。又是一年畢業(yè)季，思緒萬千，曾經大一剛剛踏入校門的懵懂的我們，如今也即將離開校園，你們永遠是我最尊敬的老師。此次畢業(yè)設計歷時三個月，在此，我特別感謝金丹老師，這三個月的時間里，對我進行耐心的指導，對于我的問題細心地解答，傾注了大量的心血，這三個月讓我看到了我的老師們嚴謹的治學態(tài)度、淵博的學識、深邃的思想，不僅開闊了我的視野，更是受到了心靈上的啟發(fā)。讓我更加深刻的理解了設計過程中的理念，深層次的理解設計的意義，為以后的要從事的工作打下了堅實的基礎。老師您受累了??！同時還要感謝在設計期間給我關心的同學，各位老師，朋友們，你們是我堅實的后盾，謝謝你們毫不吝惜的幫助。畢業(yè)設計是一次講大學所學統(tǒng)一梳理的過程，如今畢業(yè)設計的完成也就意味著我的校園生涯結束，新的生涯即將開始，在以后的生活工作中我也會一直秉承著師長們傳遞給我的優(yōu)秀思想，生活態(tài)度，一直努力的走下去。此致敬禮許博庭2016.5.13沈陽化工大學科亞學學士學位論文附錄附錄4.1英文翻譯金屬換熱器的特點馬小魁，丁國良，張圓明（上海交通大學制冷與低溫研究所中國-上海200240）關鍵詞：換熱器換熱系數水循環(huán)1、間壁式熱交換器夾套換熱器換熱器是容器外壁安裝夾套，結構簡單，但受熱面受體壁面限制，傳熱系數也不高。為了提高加熱管的傳熱系數和液體在釜中加熱均勻，可以在釜中安裝在攪拌器中。當夾套中通入方波的冷卻或加熱劑無相變，可以在花瓣或其他增加湍流舉措夾提高的側夾套加熱系數。為增加熱量傳遞短缺，也可在釜內安裝蛇管。熱交換器的夾套在加熱和冷卻的反應過程中被廣泛使用。浸沒式換熱器管換熱器是將蛇轉變成各種金屬周圍和容器適形的形狀，并將其浸入液體的容器中。換熱器是一種結構簡單的優(yōu)點，可以承受較高的壓力，可采用耐腐蝕材料制造；其缺陷是容器內液體的湍流水平低的移動，管的熱系數小。為了提高傳熱系數，容器可以安裝攪拌器。噴霧式換熱器的換熱管換熱器牢牢地排列在鋼，管內的熱流體的流動，從上面的冷卻水，即使在淋浴噴淋裝置，所以也被稱為噴淋式冷卻器。噴霧換熱器管是一層湍流流動的高度液膜，管加熱系數為遠程沉浸感增加了很多。另外，大多數的換熱器放置在空氣流通的地方，冷卻水的蒸發(fā)量也帶走部分熱量，可以起到降低冷卻水的溫度，增加熱量傳遞的作用。因此，與浸漬型相比，噴霧換熱器改善傳熱效果。套管式換熱器的管殼式換熱器是由一套不同的管徑，并以U形彎頭連接。在這種換熱器中，一種流體去管，另一種流體去環(huán)隙，兩者都可以得到更高的速度，傳熱系數更大。另外，在套管換熱器上，這2種流體可以是純回流，對數平均較大的推動力。換熱器外殼的結構簡單，可以承受壓力，應用也方便（根據需要增加或減少管道段）。特別是由于熱交換器套管具有在同一時間傳熱系數大，大，能夠承受的熱量傳遞動力的優(yōu)點，高壓強，超高壓在生產過程中（如高壓聚乙烯生產過程中的3000個大氣壓的工作壓力）使用的熱交換器幾乎所有套管類型。2、板式熱交換器最典型的壁畫式換熱器，它在工業(yè)上的應用有著悠久的歷史，而且在所有的熱交換器中占主導地位。主要結構由換熱板和板之間的膠水。在市場中占主導地位的時間長，但其體積大，換熱效率低，更換帶昂貴（約帶材的成本改變一個third-1/2全過程）。主要用于在液-液之間的傳熱和行業(yè)內經常被稱為加熱水，在5000瓦/平方米的熱效率的變化。為了提高傳熱系數的流體，通常在內部安裝了一定數量的橫向擋板阻尼器。擋板阻尼器不僅可以防止流體短路，增加流體的速度，還強迫流體按規(guī)定循環(huán)多次的錯誤路徑，使湍流運動大大增加。常用的減震器有一個圓形和圓盤狀的2種，前者應用更廣泛。目前，由于中國新版GMP的推出，板式熱將逐漸退出食品、飲料、醫(yī)藥等健康產業(yè)。管式換熱器管（又稱管型）換熱器管換熱器主要是殼體、管束、管板和密封件頂部，殼體一輪，內裝平行或螺旋管和管固定在管板兩端。在管內換熱器內的熱管內，管內管內的流量管叫；管內的流量，自己的行程叫殼程。在墻上，作為一個傳熱表面。該模型是不同的，過程通常為直徑16毫米20毫米或三毫米25種類型，和一般為1毫米和1.5毫米，2毫米和2.5毫米的厚度。進口換熱器，直徑最小為8毫米，壁厚僅0.6毫米。大大提高了熱效率，在今年，也在國內市場，以促進逐步蔓延。管式換熱器，螺旋形過設計，可增加最大湍流效應，提高熱效率。內殼和管層的不對稱設計，最大可達到4.6倍。這種非對稱性設計，確定了蒸汽水熱的廣泛應用領域。最大變化的熱效率可以達到14000瓦/平方米。鉀，大大提高生產效率，節(jié)約成本。同時，由于金屬結構的管殼式換熱器，隨著我國新版GMP對主換熱器316L不銹鋼的推出，將成為飲料、食品和醫(yī)藥行業(yè)，會選擇。雙管板換熱器又稱為熱交換器是在管式換熱器2每增加一個頭管板，可以有效地防止因泄漏造成的污染?，F在國產品牌少，價格昂貴，一般在100000元以上，進口可以幾十萬。適應新的GMP法規(guī)，雖然貴，但決定市場廣闊?；旌鲜綋Q熱器混合式換熱器是依靠冷、熱流體的直接接觸傳熱，傳熱和避免諫壁污垢的熱阻兩側的傳熱方式，只要流體之間的接觸條件很好，他們有大的傳熱率。因此，所有允許流體混合的場合，可以采用混合式換熱器，如氣體和冷卻，冷卻水循環(huán)水，蒸汽之間的冷凝蒸汽加熱，混合等。其在化工、冶金企業(yè)、電力工程、空調工程等許多生產部門的應用。根據不同用途，可分為以下幾種混合式換熱器幾種不同類型：（1）冷卻塔（或稱冷水塔）在本設備中，用自然通風或機械通風方式，生產后，用以提高冷卻循環(huán)冷卻水的溫度，以提高系統(tǒng)的經濟效益。如火電廠或核電廠在生產合成氨，循環(huán)水冷卻水，冷卻后冷卻塔冷卻循環(huán)，這種方法在實際項目中得到了廣泛的應用。（2）氣體洗滌塔（或者說洗滌塔）工業(yè)設備沖洗氣體有多種用途，如使用一些成分的液體吸收氣體混合物，帶走所有污垢在氣，氣加濕的還是干的，等等，但最廣泛使用的是冷卻空氣，冷卻多數使用的液態(tài)水。空調工程中廣泛使用的噴淋室，可以認為它是一種特殊形式。噴霧室不僅可以像煤氣一樣用于洗滌塔空氣冷卻，而且還可以熱處理。然而，它也有較高的要求，占地面積大，水泵更多能量的不足，如：所以，目前在一般建筑，噴漆室已不常使用或僅作為加濕設備使用。但是，為了調節(jié)濕度的主要用途的紡織米爾斯，如使用卷煙廠將趕上！（3）在該設備中注入式換熱器，高壓流體通過噴嘴射流，形成了高速、低壓流體，引入了混合室和噴射器直接接觸傳熱，并獲得了擴散管，出口管在出口中的擴散達到了所有用戶的相同壓力和溫度。（4）混合式冷凝器，該設備一般是水和蒸汽直接接觸的方法