水-异丁烷换热器设计毕业设计

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1、水-异丁烷换热器设计毕业设计1绪论11.1换热器的发展.11.2课题的目的和意义11.2.1课题的目的11.2.2课题的意义11.3换热器国内外的现状和发展趋势21.3.1换热器国内的发展概况21.3.2换热器的国外发展概况31.4换热器的分类51.4.1按用途分类51.4.2按冷、热流体的传热方式分类51.4.3列管式换热器的详细分类52工艺结构的计算.82.1设计任务和设计条件...82.2确定设计方案..82.3确定物性温度和物性数据..82.4估算传热面积..92.4.1管程冷却水的流量..102.4.2

2、壳体异丁烷的质量流量..102.4.3平均传热温差..102.4.4传热面积的估算..112.5工艺结构尺寸的计算..112.5.1管径和管内流速..112.5.2计算管程数和传热管数..112.5.3平均传热温差和壳程数..112.5.4传热管的排列和分程方法..122.5.5壳体内径的计算..132.5.6折流板..132.5.7其他附件..132.5.8接管..142.6换热器核算..142.6.1换热器的热流量核算..142.6.2壁温核算172.6.3换热器内流体的流动阻力..172.6.4换热器的主要

3、尺寸和计算结果..193换热器的机械结构设计..213.1选材..213.2管板与壳体、管箱、换热管的连接..223.2.1管板与壳体的连接结构..223.2.2管板与管箱的连接结构..223.2.3管板与传热管的连接结构..22II3.3其他零部件结构..233.3.1管程233.3.2分程隔板..233.3.3拉杆..243.3.4排气口与排液口..253.3.5膨胀节..254换热器的强度设计及其校核.264.1筒体的计算..264.2封头的计算.274.3接管开口补强校核..284.3.1管箱接管开孔补强

4、.284.3.2壳程接管的开孔补强..294.4管板法兰的设计及校核.314.4.1选定法兰结构..314.4.2垫片.314.4.3螺栓..314.4.4法兰.324.4.5应力校核..344.5支座的设计及校核.344.5.1支座反力的计算..344.5.2支座的选型.354.5.3强度校核..355经济性分析.396总结..40参考文献41致谢.42II1绪论1.1换热器的发展在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。它是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。换热器既可是一种单独的设备，如加

5、热器、冷却器及凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重。随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。二十世纪20年代出现板式换热器，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。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，

6、换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，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。1.2课题的目的和意义1.2.1课题的目的通过此次换热器的设计，正确系统地认识换热器，了解其设计过程，掌握其设计方法。运用所学到的知识解决设计时的实际问题。学会查阅和熟练使用参考文献，为以后的工作积累宝贵经验。1.2.2课题的意义节约能源是当今世界的一种重要

7、社会意识，是指尽可能的减少能源的消耗、增加能源利用率的一系列行为。加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。《中国人民共和国节约能源法》[1]42指出“节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。”在各国下大力量寻找新的能源以及在节约能源上研究新途径，换热设备的研究受到世界各国政府以及研究机构的高度重视，在研究投入大量资金、人力资源配备足够的情况下，一批具有代

8、表性的高效能换热器和强化传热元件诞生。目前，在我国石油化工产业换热器受到普遍的重视，而换热器的广泛应用性，决定了换热器换热性能的改善，设计理论的不断创新，企业经济的收益和工业的飞速发展，都具有一定的积极作用，为节约能源和保护环境有显著的贡献[2]。1.3换热器国内外的现状和发展趋势1.3.1换热器国内的发展概况对国内换热器市场的调查表明，近年来，随着我国石化、钢铁等行业的