U形管換熱器設(shè)計(jì)說明書-畢業(yè)論文

黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書）第Ⅰ頁(yè)U形管換熱器設(shè)計(jì)摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是U形管換熱器設(shè)計(jì)，它的實(shí)用意義很大，因?yàn)閁形管換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很多。它屬于管殼式換熱器，它的優(yōu)點(diǎn)不少，其他換熱器不能替代。隨著我國(guó)工業(yè)快速的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，總結(jié)出了很多設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，它涵蓋了與之有關(guān)的所有標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定。所以說對(duì)于U形管換熱器的設(shè)計(jì)，并不是那么復(fù)雜，當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件選型的時(shí)候可以查相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來選定，若標(biāo)準(zhǔn)未能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選定，但要注意進(jìn)行精確的計(jì)算與準(zhǔn)確的試驗(yàn)。有關(guān)的它的強(qiáng)度的計(jì)算，液壓試驗(yàn)也有系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，其試驗(yàn)結(jié)果不能超過規(guī)定值。有關(guān)它的制造與安裝工藝也比較成熟，這些都有利于它的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：頁(yè)1緒論1.1U形管換熱器的概述管殼式換熱器屬于換熱器的一類，其能夠?qū)崿F(xiàn)物料的熱交換，它被用于工業(yè)生產(chǎn)中的時(shí)間較久。它之所以被應(yīng)用的較多，是因?yàn)橛凶约旱奶攸c(diǎn)。這些特點(diǎn)包括：①能制造此類換熱器的材料有很多種②它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較堅(jiān)固③有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，都有規(guī)定。1.2本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在進(jìn)入工作之前，我們很是需要將大學(xué)四年所學(xué)到專業(yè)知識(shí)總結(jié)一下，運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，為此，畢業(yè)設(shè)計(jì)便成了重中之重。進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，能將所學(xué)的知識(shí)更好的回顧與總結(jié)，得到有效的學(xué)以致用。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠很好的提高我們的各方面素質(zhì)，包括遇到問題時(shí)，獨(dú)立分析，獨(dú)立解決。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們會(huì)掌握住一定的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)步驟，能夠?qū)ψ呱瞎ぷ鲘徫粚?shí)現(xiàn)有效的過渡，當(dāng)然也實(shí)現(xiàn)了作為一位工程技術(shù)人員應(yīng)有的基本技能與修養(yǎng)。總體上掌握了U形管換熱器的設(shè)計(jì)，對(duì)以后從事本專業(yè)的工作更加有了信心。做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間，通過不停的查找文獻(xiàn)，翻閱與之有關(guān)的專業(yè)書籍，讓我意識(shí)到了做設(shè)計(jì)并不是一件容易的事情，它需要全身心的投入，可以說是廢寢忘食。雖然有點(diǎn)辛苦，但學(xué)到了很多東西，感覺很充實(shí)。在做設(shè)計(jì)的過程中，由于對(duì)U形管換熱器的設(shè)計(jì)不是太了解，走了很多彎路。期間遇到了很多問題，而且都需要自己獨(dú)立去分析去解決。有時(shí)遇到一個(gè)問題，需要查找很多的相關(guān)資料，然后才能總結(jié)出解決的方法，雖然過程很艱難，但是它鍛煉了動(dòng)手動(dòng)腦的能力，而不是像以前只停留在紙面上。另外，又養(yǎng)成了遇到實(shí)在想不出的問題去和老師、同學(xué)交流的習(xí)慣，這是以前所沒有的。在交流的過程中，能很快的找到解決的辦法，同時(shí)又加深了對(duì)一個(gè)問題的記憶。1.3設(shè)計(jì)要求題目?jī)?nèi)容及要求：主要工藝參數(shù)如下：冷卻流體參數(shù)冷卻介質(zhì)參數(shù)被冷卻流體 熱空氣冷卻介質(zhì)類型 循環(huán)水進(jìn)氣溫度 150℃進(jìn)口溫度 30℃出氣溫度 40℃出口溫度 40℃設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力 公稱換熱面積：90平方米。圖1.1U形管換熱器1.4設(shè)計(jì)步驟1.4.1準(zhǔn)備階段（1）仔細(xì)研究設(shè)計(jì)任務(wù)，分析設(shè)計(jì)題目的原始數(shù)據(jù)和工藝條件，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求；（2）查找有關(guān)書籍和文獻(xiàn)；（3）做好時(shí)間規(guī)劃，做到細(xì)之又細(xì)。1.4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)接下來就是內(nèi)、外附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，做到實(shí)際計(jì)算結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，不要只按一種結(jié)果。否則會(huì)造成設(shè)計(jì)出來的東西與標(biāo)準(zhǔn)沖突，使設(shè)計(jì)出來的東西無法投入生產(chǎn)。然后用電腦繪制它的裝配圖和零件圖[2]。2工藝計(jì)算2.1傳熱工藝計(jì)算2.1.1換熱器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)冷熱流體的設(shè)計(jì)參數(shù)見表2.1和2.2。表2.1被冷卻流體參數(shù)進(jìn)氣溫度150℃出氣溫度40℃設(shè)計(jì)溫度200℃設(shè)計(jì)壓力2.5MPa表2.2冷卻介質(zhì)參數(shù)降低高溫物質(zhì)的低溫物質(zhì)H20進(jìn)口溫度30℃出口溫度40℃設(shè)計(jì)溫度200℃設(shè)計(jì)壓力1.0MPa2.1.2確定設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)方案中的使溫度降低的東西是水，時(shí)間久了水會(huì)生出水銹，影響生產(chǎn)，損壞機(jī)器。所以決定水在殼體內(nèi)流動(dòng)換熱，溫度較高的空氣在管子內(nèi)流動(dòng)。這種選擇方法符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和換熱器的自身特點(diǎn)。U形管換熱器的設(shè)計(jì)，并不是那么復(fù)雜，當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件選型的時(shí)候可以查相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來選定，若標(biāo)準(zhǔn)未能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選定，但要注意進(jìn)行精確的計(jì)算與準(zhǔn)確的試驗(yàn)。有關(guān)的它的強(qiáng)度的計(jì)算，液壓試驗(yàn)也有系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，其試驗(yàn)結(jié)果不能超過規(guī)定值。有關(guān)它的制造與安裝工藝也比較成熟，這些都有利于它的設(shè)計(jì)。2.1.3確定物性數(shù)據(jù)＝0.5×(40+30)＝35℃它在此溫度下的物理特性：密度＝993.95kg/m3定壓比熱容＝4.187×103J/（kg·K）導(dǎo)熱系數(shù)＝0.626W/(m·K)粘度＝0.727×10-3N·S/m2普特朗數(shù)＝4.96＝0.5×(40+30)＝95℃它在此溫度下的物理特性：密度＝1.047kg/m3定壓比熱容＝1.022×103J/（ kg·K）導(dǎo)熱系數(shù)＝0.03169W/(m·K)粘度＝2.17×10-5N·S/m2普特朗數(shù)＝0.6892.1.4有效平均傳熱溫差先按逆流計(jì)算，得℃2.1.5由換熱面積估算熱流量本設(shè)計(jì)要求換熱面積為90m2，根據(jù)所查閱的傳熱系數(shù)，估計(jì)K值為414W/·K，由傳熱速率方程(2.1)可得熱流量W2.1.6冷卻水用量(Kg/h)2.1.7被冷卻熱空氣用量(Kg/h)2.1.8結(jié)構(gòu)工藝初設(shè)計(jì)（1）換熱管，速度。（2）因?yàn)楣艹虜?shù)，所以因?yàn)樗?，故總根?shù)n=204。兩個(gè)管子中心之間的距離,按照標(biāo)準(zhǔn)定兩個(gè)程的挨著的管子的中心之間的距離定44mm[3]。（3）殼體內(nèi)徑中心排管數(shù)NC=1.1=15.71，取16。故，，選（4）折流版采用單弓形折流板，其圓缺高度取為h=0.2×600=120mm。兩塊折流板200mm塊選用塊板子。2.1.9傳熱系數(shù)核算（1）Q①(2.2)，，]②m/s③和：W故，④K454[W/(m2·K)]⑤Ap(另：故假設(shè)成立。)（2）壁溫核算由本來定好的數(shù)據(jù)可以得到管程熱空氣由(2.3)計(jì)算傳熱管平均壁溫94.6℃定殼體壁溫為T=95℃△t=95-94.6=0.4℃本計(jì)算得數(shù)值相對(duì)來說很小，所以不用安裝其他的物體來彌補(bǔ)此差值。（3）換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力①：(2.4)，(2.5)根據(jù)雷諾數(shù)24740，粗糙度，根據(jù)可得，流速u=10.55m/s,取為。因，故，PaPaPa②殼程阻力：(2.6)，(2.7)F=0.5PaB=0.2m，D=0.6mPa總阻力Pa此數(shù)值也是符合的。2.1.10壓降校核中間的管子排列的流體流動(dòng)的流動(dòng)Smin中間的管子排列的流體流動(dòng)的速度wmax所以傳熱因子Ffh=1缺少的圓的換熱S和全部的S它們的比值β值查表得缺的圓的那部分流體流動(dòng)經(jīng)過的截面的面積因?yàn)樗詧A缺流動(dòng)修正系數(shù)面積比旁通修正系數(shù)ξh==0.985流通收縮次數(shù)修正系數(shù)X=1ΑSB==0.00815m2漏掉的介質(zhì)流動(dòng)的總的流動(dòng)經(jīng)過的面積面積比(1)管程壓降的計(jì)算：計(jì)算管子壁表面的溫度=41.2℃=3.91×104沿程阻力Pi=ξ=29875.3N/m2回彎阻力Pr==8125N/m2進(jìn)出口管質(zhì)量流速=3000kg/m2s進(jìn)出口管壓降管程結(jié)垢修正系數(shù)管程總壓降允許壓降為100Kpa75842.3pa<100000pa所以管程的放置是符合要求的(2)殼程壓降的計(jì)算ξ0=0.26旁流修正系數(shù)ξ△p==0.915PB==1518N/m2系數(shù)δ=0.71（αL/αc）0.4=0.2246漏掉的介質(zhì)流動(dòng)的校核計(jì)算得數(shù)值β′=1-δ[]=0.4折流板缺的圓的那部分的流體質(zhì)量流動(dòng)速度平均質(zhì)量流速=69.564kg/m2sPm==7956.56N/m2殼側(cè)壓降因?yàn)闅?cè)允許壓降為30KPa25420.78Pa<30000Pa所以殼側(cè)的設(shè)置也是符合要求的。2.2換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1換熱管的設(shè)計(jì)換熱管尺寸：換熱管管徑選擇的樣式有很多種，可以采用標(biāo)準(zhǔn)也可以根據(jù)實(shí)際需要來確定直徑和長(zhǎng)度。此次設(shè)計(jì)選用φ25×的不銹鋼管，光管型。這樣的管子有很多好處，有利于生產(chǎn)，符合生產(chǎn)要求，能夠獲得較高的生產(chǎn)效率。由相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算選取長(zhǎng)度為12m的管子，然后彎制成U形管，材料選用不銹鋼材料。換熱管束排列形式：采用常用的正三角形。表2.3常用的換熱管中心距換熱管外徑1012141619202225303235384550換熱管中心距13-1416192225262832384044485764分程隔板槽兩側(cè)相鄰管子中心距28303235384042445052566068762.2.2殼體的設(shè)計(jì)（1）圓筒公稱直徑由計(jì)算可以得到，圓筒的內(nèi)公稱直徑選定,它的材料選擇用低合金鋼Q345R,筒體用鋼板卷成，然后再進(jìn)行焊接，做到符合標(biāo)準(zhǔn)和要求。（2）壁厚的確定表2.4可供選擇的筒體的δmin/mm公稱直徑400≤DN≤700700＜DN≤10001000＜DN≤1500浮頭式、U形管式81012固定管板式6810由表可得，2.2.3管箱和封頭1）管箱換熱器要實(shí)現(xiàn)的功能決定了管箱的結(jié)構(gòu)，下圖為管箱的兩種類型。圖2.2管箱結(jié)構(gòu)（a）這個(gè)種類的管箱的特點(diǎn)是在管箱上裝箱蓋，當(dāng)需要檢查和清洗管子的時(shí)候，把箱蓋拆卸掉就行，但是這樣做需要消耗掉的材料也是比較多的。（b）這個(gè)種類的管箱裝潔凈的流體比較好，當(dāng)需要檢查和清洗管子的時(shí)候，需要把與它連著的的管道拆卸掉，這樣做會(huì)變得很是不方便。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，此次設(shè)計(jì)所選管箱結(jié)構(gòu)是（a）。確定管箱長(zhǎng)度需要考慮的問題：①流體流動(dòng)經(jīng)過的截面積②相互挨著的焊縫之間的距離離③管箱里面內(nèi)件的[4]。2）封頭管箱封頭常采用橢圓形，根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求及所計(jì)算的數(shù)據(jù)，選用橢圓形封頭應(yīng)符合選用橢圓形封頭的條件（）。封頭所選尺寸為表2.5封頭尺寸/mm600150252.2.4接管和接管法蘭1)接管接管不要露出殼體的里面的表面，而且還要在這個(gè)地方磨平，進(jìn)而當(dāng)拆卸和裝管子的時(shí)候就會(huì)變得很是方便；它的材料選為20鋼。（1）接管直徑的確定當(dāng)在選擇管子大小的時(shí)候，按照標(biāo)準(zhǔn)來選取，并且也要根據(jù)管子內(nèi)的物質(zhì)的流動(dòng)速度和它自身的溫度，還要考慮它能使多少物體換熱，以及這樣所產(chǎn)生的換熱效率，還要考慮符合所設(shè)計(jì)的換熱器的類型和它自身能夠承受多大壓力，這些都要納入考慮范圍，而且要全面綜合比對(duì)。①管箱接管,,故,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)選用②殼程接管 ，故同理可得，殼程外伸出的管子的直徑選是125毫米,厚度是，符合要求。(2)接管伸出長(zhǎng)度的決定在計(jì)算外接的管子長(zhǎng)度的時(shí)候，法蘭的形式首先要確定好。此外還有焊接的條件，螺栓的拆卸和裝等。mm式中：接管的伸出長(zhǎng)度，mm；：接管的法蘭厚度，mm；：接管法蘭的螺母厚度，mm；：保溫層厚度，mm。根據(jù)公式估算，得到的結(jié)果，需要圓整。,故選擇管程接管為；殼程接管為。外伸出的管子和殼體要連接在一塊，所以采用哪種方法成了很重要的問題。本設(shè)計(jì)按照標(biāo)準(zhǔn)選用的結(jié)構(gòu)為插入式焊接結(jié)構(gòu)[5]。2）接管法蘭根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)的接管法蘭選用板式平焊法蘭。接管法蘭的選擇：（1）管箱接管法蘭：突面（）法蘭材料：20號(hào)鋼表2.6接管法蘭尺寸/mmDN(mm)DI連接尺寸DKLn(個(gè))ThbfdibB100108220190228M16221106表2.7墊片尺寸/mm公稱尺DN墊片Di墊片D2墊片T包邊b1001151621.53緊固件選擇：表2.8緊固件尺寸/mm公稱尺寸DN(mm)螺紋數(shù)量n(個(gè))螺柱L2R（mm）100M16895螺母為I型六角螺母：M近似=51.55mm(2)殼程接管法蘭密封面形式：突面（）法蘭材料：20號(hào)鋼表2.9接管法蘭尺寸/mmDN(mm)DI連接尺寸DKLn(個(gè))ThbfdibB125133250210188M16221356表2.10墊片尺寸/mm公稱尺DN墊片內(nèi)徑Di墊片外徑D2墊片厚度T包邊寬度1251411681.53緊固件選擇：表2.11緊固件尺寸/mm公稱尺寸DN(mm)螺紋數(shù)量n(個(gè))螺柱L2R（mm）125M1681103)接管的位置（1）管箱接管帶補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)，其計(jì)算公式為，mm,取200mm（2）殼程接管無需補(bǔ)強(qiáng)，故計(jì)算公式為，mm，因與殼體連接的有一法蘭，又有帶肩螺柱，故取230mm。2.2.5管板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）管板本設(shè)計(jì)管板采用整體管板，具體設(shè)計(jì)如下：（2）最大布管圓：588mm（3）管孔數(shù)：208。（4）管板與換熱器的連接：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（5）管板的連接形式：把管板放在兩個(gè)法蘭的中間，用螺栓連接，這樣有很多的好處，也可以避免其他方式所帶來的弊端，可以拆卸。然后可以在殼程清洗的時(shí)候變得很是方便[6]。（6）管板的尺寸選擇具體數(shù)據(jù)見表2.14。表2.12管板尺寸表/mmPs(MPa)Pt(MPa)DNDD1D2D3D4D5d2螺柱bfb規(guī)格數(shù)量1.02.560076071567660066360027M242442562)分程隔板曹（2）對(duì)于分程隔板槽的寬度，；。2.2.6分程隔板作用：增加程數(shù)然后便可是換熱系數(shù)增大，利于換熱，而且使流動(dòng)的速度變大，進(jìn)而使換熱效率大大增強(qiáng)，生產(chǎn)效率大大符合生產(chǎn)要求利于換熱，而且使流動(dòng)的速度變大，進(jìn)而使換熱效率大大增強(qiáng)，生產(chǎn)效率大大符合生產(chǎn)要求。厚度選擇標(biāo)準(zhǔn)：表2.13分程隔板最小厚度/mm公稱直徑DN分程隔板最小厚度高合金鋼≤60086＞600～≤1200108＞1200～≤20001410所以本設(shè)計(jì)按照標(biāo)準(zhǔn)采用10mm，與筒體厚度一致。材料為低合金鋼Q345R。與筒體的材料一樣。2.2.7布管定圓布管定圓可按表2.16確定。表2.14布管定圓換熱器型式固定管板式、U型管式浮頭式布管定圓直徑布管圓直徑：mm2.2.8管孔標(biāo)準(zhǔn)：表2.15管板管孔直徑及允許偏差/mm換熱管外徑14161925管孔直徑14.2516.2519.2525.25允許偏差+0.1502.2.9換熱管與管板的連接換熱管的左面的一頭是跟管板連接著的，它是通過在管板上打孔，然后把管在通過管孔，打的孔要大于管子的直徑，有一定的公差要求，必須嚴(yán)格按照。管子在穿過管孔的時(shí)候，要露出管板，這個(gè)露出長(zhǎng)度可按標(biāo)準(zhǔn)來決定選擇多長(zhǎng)，不宜過長(zhǎng)，也不宜過短，因?yàn)樗冻龅牟糠种苯釉诠芟淅?，如果露出的管子過長(zhǎng)的話，會(huì)影響管箱里的流體流入和流出，而且會(huì)影響換熱器的工作效率，會(huì)造成一些本來可以避免的損失。原則上不論采用哪種形式都必須保證連接的地方介質(zhì)不會(huì)發(fā)生泄漏，必須要有很大的氣體密封性，否則的話會(huì)造成氣體泄漏，影響生產(chǎn)更有甚者會(huì)造成爆炸。另外，也要保證它能承受的壓力，這些壓力來自換熱器中的物質(zhì)，還有工作過程中其他因素產(chǎn)生的壓力[8]。本設(shè)計(jì)采用通常所選用的方法，采用的形式。這種形式好處很多，很利于換熱器的工作。脹接的結(jié)構(gòu)尺寸如下表:表2.16脹接尺寸/mm換熱管外徑d≤1416～2530～38伸出長(zhǎng)度3+24+2槽深K不開槽0.50.6脹接結(jié)構(gòu)用于≤25mm的結(jié)構(gòu)如圖：圖2.3脹接結(jié)構(gòu)2.2.10容器法蘭由DN=600mm，設(shè)計(jì)溫度200QUOTE，設(shè)計(jì)壓力2.5Mpa。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合本次設(shè)計(jì)可選擇的結(jié)構(gòu)，連接面形式為凹面（FM）。本設(shè)計(jì)的法蘭選用兩個(gè)，而且這兩個(gè)相同。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的換熱器需要經(jīng)常拆卸，所以必須設(shè)計(jì)出能夠方便拆卸的結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)設(shè)備法蘭分別在管板的左側(cè)和右側(cè)，與殼體焊接在一塊。焊接的時(shí)候需要注意各方面的要求和標(biāo)準(zhǔn)，如果跟實(shí)際情況不符的話，要綜合考慮，看是否有必要做出改變。表2.17容器法蘭尺寸/mmDD1D2D3D4δHδtaa1d螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量7607156766666215020016211827M2424法蘭和管板之間需要有墊片，若沒有的話，會(huì)造成二者連接有空隙，造成介質(zhì)泄漏，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生生產(chǎn)事故，所以必須有墊片。而且，在墊片選擇的時(shí)候要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，不能私自選擇墊片。2.2.11拉桿拉桿定距管的結(jié)構(gòu)如圖：圖2.4拉桿定距管結(jié)構(gòu)查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以選擇拉桿的直徑為；當(dāng)筒體的公稱直徑是的時(shí)候，把拉桿的數(shù)量定為4根，有關(guān)拉桿得到放置，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要把它放在2.2.12折流板本折流板有好幾種形式，而且各式各樣，因此它的功能也不盡相同。所以在選擇的時(shí)候，要根據(jù)自己設(shè)計(jì)的換熱器所要實(shí)現(xiàn)的功能來選擇折流板的形式。本次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況，采用，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)其厚把它的厚度選定為。折流板和支撐板管孔：采用Ⅰ級(jí)管束，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下表：表2.18Ⅰ級(jí)管束標(biāo)準(zhǔn)/mm換熱管外徑d0或無支撐跨距l(xiāng)d0＞32或l≤900折流板管孔直徑d0+0.7管孔直徑允許偏差+0.300折流板的布置：有關(guān)它的放法，也有好幾種，也要根據(jù)具體要求來選擇，它的放法必須統(tǒng)一，不能隨意放置，否則會(huì)對(duì)換熱器的工作產(chǎn)生一些影響。對(duì)于考慮它怎么放，是水平還是垂直，是平行的一排還是錯(cuò)開來放，這些都要認(rèn)真細(xì)致的考慮。根據(jù)水在換熱器的流動(dòng)形式，和流動(dòng)的場(chǎng)所，進(jìn)而選擇折流板的布置方式，布置方式有很多種，本設(shè)計(jì)采用兩塊板之間距離為。，又考慮到殼體法蘭，所以，把靠近管板的那一塊放在離板毫米處，這樣放符合標(biāo)準(zhǔn)。2.2.13滑道此次設(shè)計(jì)的滑道的結(jié)構(gòu)選用，因?yàn)榛迥軌虺惺艿膹?qiáng)度適和此次設(shè)計(jì)的要求?；澜嵌热鐖D圖2.5滑道2.2.14防短路結(jié)構(gòu)由于U形管換熱器的排列的管子中間那一部分會(huì)產(chǎn)生一定的空間，這樣的空間有一定的壞處，因?yàn)橛兴拇嬖冢?dāng)換熱器里的水流動(dòng)的時(shí)候，沒有往右邊流動(dòng)就直接流了下來，使水與空氣的換熱產(chǎn)生了短路，這樣就會(huì)產(chǎn)生一定的不良影響，比如，它能使得傳熱系數(shù)變小，影響換熱，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)造成損失，所以需要采取能夠防止此現(xiàn)象發(fā)生的措施。比如有效的方法就是設(shè)置擋管。此擋管為兩端堵死的管子它放在中間，不與管板連著[11]。結(jié)構(gòu)如下圖：圖2.6擋管結(jié)構(gòu)2.2.15U形管尾部支撐。圖2.8U型管尾部支撐表2.19換熱管最大無支撐長(zhǎng)度/mm換熱管外徑d141925最大無支撐跨距110015001900表2.20彎曲半徑Rmin/mm換熱管外徑10121416192022252024303240404550本設(shè)計(jì)的2.2.16支座本設(shè)計(jì)的殼程接管高度超出200mm，故鞍座高度定是440，其他規(guī)格尺寸參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，如下表表2.21鞍座尺寸/mm底板螺栓配置l1b1間距L2螺孔d螺紋孔長(zhǎng)l58015043020M1625材料選用Q235A。圖2.7鞍式支座布置本設(shè)計(jì)選用。3強(qiáng)度設(shè)計(jì)3.1筒體壁厚計(jì)算工藝設(shè)計(jì)溫度為200℃,，采用Q345R鋼板卷制。200℃時(shí)其許用應(yīng)力=183Mpa，屈服應(yīng)力，取焊縫系數(shù)Φ=1，腐蝕裕度2mm，筒體公稱直徑600mm。則：計(jì)算厚度板負(fù)偏差；腐蝕余量：設(shè)計(jì)厚度由GB151-1999查表可知：名義厚度：有效厚度：水壓試驗(yàn)壓力：所選材料的屈服應(yīng)力水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核53.1Mpa＜0.9=0.9×235×1=211.5MPa水壓試驗(yàn)強(qiáng)度滿足要求。氣密性實(shí)驗(yàn)應(yīng)力3.2筒體短節(jié)、封頭厚度計(jì)算（1）筒體短節(jié)工藝設(shè)計(jì)T=200℃,=2.5Mpa材料為Q345R，200℃時(shí)=183Mpa，屈服應(yīng)力，取焊縫系數(shù)Φ=1，，筒體公稱直徑。則計(jì)算厚度設(shè)計(jì)厚度由GB151-1999查表可知：名義厚度：有效厚度：水壓試驗(yàn)壓力：壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核131.771Mpa＜0.9=0.9×235×1=211.5MPa，壓力試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。（2）內(nèi)壓封頭封頭選用橢圓形封頭，設(shè)計(jì)溫度為200℃,選Q345R鋼板壓制，材料200℃時(shí)許用應(yīng)力=183Mpa，屈服應(yīng)力，取焊縫系數(shù)=1，，公稱直徑600mm。封頭計(jì)算厚度：=封頭設(shè)計(jì)厚度：由GB151-1999查表可：有效厚度：知：封頭名義厚度水壓試驗(yàn)壓力：壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核131.771Mpa＜0.9=0.9×235×1=211.5MPa，壓力試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。3.3管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)的校核，溫度為200℃時(shí)，=，。接管計(jì)算壁厚：接管的有效壁厚有效厚度：開孔直徑d=+2=104mm接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度接管內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度需要補(bǔ)強(qiáng)面積可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為所以需要另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)。查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)強(qiáng)圈的外徑定為200mm，厚度為8mm,材料為Q345R。3.4殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核接管尺寸為φ125×5，材料選用20號(hào)鋼鋼管，溫度為200℃時(shí)，=131Mpa，。接管計(jì)算壁厚：接管的有效壁厚有效厚度：開孔直徑d=+2接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度接管內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度需要補(bǔ)強(qiáng)面積可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為，故不需要另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)?？偨Y(jié)經(jīng)過近幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)專業(yè)課有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，讓我更系統(tǒng)的總結(jié)了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，總體上掌握了U形管換熱器的設(shè)計(jì)，對(duì)以后從事本專業(yè)的工作更加有了信心。做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間，通過不停的查找文獻(xiàn)，翻閱與之有關(guān)的專業(yè)書籍，讓我意識(shí)到了做設(shè)計(jì)并不是一件容易的事情，它需要全身心的投入，可以說是廢寢忘食。雖然有點(diǎn)辛苦，但學(xué)到了很多東西，感覺很充實(shí)。在做設(shè)計(jì)的過程中，由于對(duì)U形管換熱器的設(shè)計(jì)不是太了解，走了很多彎路。期間遇到了很多問題，而且都需要自己獨(dú)立去分析去解決。有時(shí)遇到一個(gè)問題，需要查找很多的相關(guān)資料，然后才能總結(jié)出解決的方法，雖然過程很艱難，但是它鍛煉了動(dòng)手動(dòng)腦的能力，而不是像以前只停留在紙面上。另外，又養(yǎng)成了遇到實(shí)在想不出的問題去和老師、同學(xué)交流的習(xí)慣，這是以前所沒有的。在交流的過程中，能很快的找到解決的辦法，同時(shí)又加深了對(duì)一個(gè)問題的記憶。不過，從這次的設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)能力還不是很強(qiáng)，對(duì)有些知識(shí)的理解不是很徹底，掌握的不是很牢固。所以，在今后工作中需要更努力的去學(xué)習(xí)。致謝能夠順利完成這次設(shè)計(jì)，離不開李慧老師的辛勤指導(dǎo)。從課題選擇、方案確定到具體設(shè)計(jì)，無不凝聚著老師的心血和辛勤汗水，當(dāng)在設(shè)計(jì)過程中詢問問題能夠耐心的講解，這對(duì)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成起到了很大的作用。同時(shí)，我要向各科老師們表達(dá)我的謝意，你們四年來向我們傳授各方面的知識(shí)，我們從中學(xué)到了很多。你們言傳身教，對(duì)我們的學(xué)習(xí)和生活盡到了應(yīng)盡的責(zé)任，在你們的教導(dǎo)下，我們的思想漸漸變得成熟，這對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)和生活都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。最后，我還要向畢業(yè)設(shè)計(jì)中給與我?guī)椭耐瑢W(xué)們表示感謝。謝謝！參考文獻(xiàn)[1]鄭津洋，董其伍，桑芝富.過程設(shè)備設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.[2]張琳.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的改革[J].江蘇：化工高等教育出版社，2002.[3]錢頌文.換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[4]聶清德.化工設(shè)備設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1991.[5]黃振仁，魏新利.過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.[6]JB/T4700—4707—2000，壓力容器法蘭[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.[7]湯善甫，朱思明.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2004.[8]ChaudhuriP,DiwekarU.AnAutomatedApproachfortheOptimalDesignofHeatExchangers[M].U.K.:RoyalSocietyofChemistry,2002.[9]HG20592～20635-97，鋼制管法蘭、墊片、緊固件[M].北京：人民出版社,2009.[10]王志文，蔡仁良編.化工容器設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.[11]GB151—1999，管殼式換熱器[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.[12]AralikrishnaKShenoy,U-TubeHeatExchangerDesignTargetsforMinimumAreaandCost[M].U.S.A:Johnwiley,2000.基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)HYPERLINK"/deta