本科毕业设计论文--流量为200th冷凝器的设计
冷却器毕业设计
冷却器毕业设计篇一：换热器冷却器课程设计课程设计任务书1、设计题目：年处理量20万吨柴油冷却器的设计2、操作条件：（1）柴油：入口温度175℃；出口温度90℃；（2）冷却介质：采用循环水，入口温度20℃，出口温度50℃；（3）允许压降：不大于105Pa；（4）柴油定性温度下的物性数据：?c＝720kg/m3?c?6.6?10-4Pa.Scpc?2.48kJ/(kg.0c)?c?0.133w/(m.0c)（5）每年按330天计，每天24小时连续生产。
3、设计任务：（1）处理能力：XX00t/a柴油；（2）设备型式：列管式换热器；（3）选择适宜的列管换热器并进行核算；（4）绘制带控制点的工艺流程图和设备结构图，并编写设计说明书。
摘要柴油冷却器是帮助柴油散热的一个装置。
本次课程设计采用浮头式换热器来实现柴油冷却。
在设计中，主要以循环水为冷却剂，在给定的操作条件下对柴油冷却器进行设计。
本设计的内容包括：1、设计方案的确定：换热器类型的选择、流动空间的选择等。
2、换热器的工艺计算：换热器面积的估算、换热器工艺尺寸的计算、换热器的核算等。
3、操作条件图等内容。
目录摘要 ................................................ ................................................... ................................................... (2)ABSTRACT .......................................... ................................................... ................................ 错误！未定义书签。
第1章绪论 ................................................ ................................................... ................................................... . (3)1.1换热器技术概.................................................. 错误！未定义书签。
毕业设计(论文)流量为200th双管程固定管板式换热器设计(全套图纸)
Compute in the traditional craft in include to transmit heat an area calculation, spread a calories calculation and transmit heat coefficient to really settle and change hot path inside the tube and change hot tube model number of choice, and transmit heat coefficient, press to decline and checking of wall calculate etc. problem.
Key word: Change a hot machine; Float to take care of plank; Transmitheat a calculation; The strength school checks
凝汽器毕业设计
凝汽器毕业设计凝汽器毕业设计凝汽器是一种重要的热交换设备，广泛应用于发电厂、化工厂和制冷设备等领域。
在凝汽器的设计过程中，需要考虑多个因素，如热传导、流体力学和材料力学等。
本文将从不同角度探讨凝汽器的毕业设计。
一、凝汽器的基本原理凝汽器是将蒸汽冷却成液体的装置。
当高温蒸汽与冷凝介质接触时，蒸汽中的热量会传递给冷凝介质，使其升温并转化为液体。
凝汽器的主要作用是将蒸汽中的热量释放到周围环境中，以保证系统的稳定运行。
二、凝汽器的设计要点1. 热传导：凝汽器的设计需要考虑热量传导的效率。
通过选择合适的材料和增加传热面积，可以提高凝汽器的传热效率。
此外，还需要考虑传热过程中的温度梯度和热阻等因素。
2. 流体力学：在凝汽器的设计中，需要考虑流体的流动方式和速度。
通过优化凝汽器的内部结构和流道设计，可以提高流体的流动性能，减小流体的压力损失，并提高传热效率。
3. 材料力学：凝汽器的设计还需要考虑材料的强度和耐腐蚀性。
由于凝汽器经常接触高温和腐蚀性介质，需要选择具有良好耐蚀性和高强度的材料，以确保凝汽器的安全运行。
三、凝汽器的改进方向随着科技的进步和工艺的改进，凝汽器的设计也在不断发展。
以下是几个凝汽器改进的方向：1. 新材料的应用：新材料的出现为凝汽器的设计提供了更多的选择。
例如，高强度陶瓷材料和复合材料的应用可以提高凝汽器的耐腐蚀性和传热效率。
2. 流体动力学模拟：通过使用流体动力学模拟软件，可以对凝汽器的内部流动进行精确的模拟和优化。
这有助于改进凝汽器的流体力学性能，提高传热效率。
3. 多级凝汽器的设计：多级凝汽器可以提高蒸汽的冷凝效果，进一步提高能源利用效率。
通过合理设计多级凝汽器的结构和流动方式，可以实现更高效的热能转换。
四、凝汽器的应用领域凝汽器广泛应用于发电厂、化工厂和制冷设备等领域。
在发电厂中，凝汽器用于冷却发电机组中的蒸汽，以保证发电机组的正常运行。
在化工厂中，凝汽器用于冷凝工艺中产生的蒸汽，以回收能量和提高能源利用效率。
毕业设计冷凝器
毕业设计冷凝器毕业设计冷凝器在工程领域中，冷凝器是一个至关重要的设备。
它在很多行业中都扮演着重要的角色，尤其是在能源和化工行业。
冷凝器的作用是将气体或蒸汽冷却并转化为液体，以便进一步处理或回收。
在毕业设计中，冷凝器的设计和优化是一个非常有挑战性的任务，需要考虑多个因素，如热传导、流体力学和材料选择等。
首先，冷凝器的设计需要考虑热传导的影响。
热传导是热量在物体内部传递的过程，它取决于物体的热导率和温度梯度。
对于冷凝器来说，热传导的效率对于冷凝过程的速度和效果至关重要。
因此，设计师需要选择具有较高热导率的材料，并确保冷凝器的结构能够最大限度地减小温度梯度，以提高热传导效率。
其次，冷凝器的设计还需要考虑流体力学的因素。
流体力学是研究流体运动和力学性质的学科。
在冷凝器中，流体的流动速度和方向对冷凝效果有着重要的影响。
设计师需要通过合理的管道布局和流体流动控制，确保冷凝器内的流体能够充分接触冷凝表面，以达到最佳的冷凝效果。
此外，设计师还需要考虑流体的压力损失和阻力，以确保冷凝器的运行效率。
另外，材料选择也是冷凝器设计中的一个重要方面。
冷凝器需要能够承受高温和高压的工作环境，因此需要选择具有良好耐高温和耐腐蚀性能的材料。
常见的冷凝器材料包括不锈钢、铜和铝等。
设计师需要根据具体的工作条件和流体性质选择最合适的材料，以确保冷凝器的长期稳定运行。
除了上述因素外，冷凝器的设计还需要考虑其他一些因素，如冷却介质的选择、冷凝器的尺寸和形状等。
冷却介质的选择取决于具体的应用需求，可以是水、空气或其他液体。
冷凝器的尺寸和形状需要根据具体的场地和设备要求进行优化，以最大限度地利用空间并提高冷凝效果。
总之，毕业设计冷凝器是一个复杂而有挑战性的任务。
设计师需要综合考虑热传导、流体力学和材料选择等多个因素，以确保冷凝器的高效运行。
通过合理的设计和优化，冷凝器可以在各个行业中发挥重要的作用，提高能源利用效率和生产效率。
因此，对于工程学专业的毕业生来说，深入研究和掌握冷凝器的设计原理和优化方法是非常有意义的。
冷却器的设计毕业设计
冷却器的设计毕业设计冷却器的设计毕业设计随着科技的不断发展，各行各业对于冷却器的需求也越来越高。
无论是工业生产中的机械设备，还是电子产品中的散热系统，冷却器都扮演着至关重要的角色。
因此，冷却器的设计成为了一个备受关注的研究领域。
本文将探讨冷却器的设计，并提出一种新颖的设计方案。
首先，我们来了解一下冷却器的基本原理。
冷却器的作用是通过传导、对流和辐射等方式将热量从热源中移走，以保持热源的温度在可控范围内。
在设计冷却器时，我们需要考虑到热源的功率、温度要求、工作环境等因素，以确定合适的冷却器类型和参数。
在传统的冷却器设计中，常见的类型包括风冷式和水冷式。
风冷式冷却器通过风扇将空气引入冷却器内部，通过对流和辐射的方式将热量带走。
这种设计简单、成本低，适用于小功率的散热需求。
然而，由于空气的热传导性较差，风冷式冷却器在大功率散热时效果有限。
水冷式冷却器则通过水流来带走热量，具有较高的散热效率。
然而，水冷式冷却器的设计和安装成本较高，需要考虑到水的供应和排放问题。
针对传统冷却器的不足，我们提出了一种新颖的设计方案，即基于热管技术的冷却器。
热管是一种利用液体在内部循环传热的装置，具有高效、可靠、无噪音等优点。
在我们的设计中，我们将热管与散热片相结合，形成一个紧凑的冷却器单元。
热管通过吸热端与热源接触，将热量传递到散热片上，再通过辐射和对流的方式将热量散发出去。
这种设计既提高了散热效率，又减小了冷却器的体积和重量。
在具体的设计过程中，我们需要考虑到热管的材料选择、散热片的形状和尺寸、热管与散热片的接触方式等因素。
热管的材料应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能，常见的选择包括铜、铝等金属材料。
散热片的形状和尺寸应根据热源的功率和空间限制来确定，以确保散热效果最佳。
热管与散热片的接触方式可以采用焊接、夹持等方式，以确保热量的传递效率。
除了基本的设计要素外，我们还需要考虑到冷却器的可靠性和维护性。
在设计中，我们应尽量减少零部件的数量和复杂度，以降低故障率和维修成本。
plc冷凝系统毕业设计
plc冷凝系统毕业设计PLC冷凝系统毕业设计引言在现代工业中，PLC（可编程逻辑控制器）已经成为自动化控制的核心设备之一。
本文将探讨一个基于PLC的冷凝系统的毕业设计，旨在展示如何利用PLC 技术来实现冷凝系统的自动化控制。
1. 设计背景冷凝系统是工业生产中常见的重要设备，用于将气体或蒸汽冷凝成液体。
传统的冷凝系统通常需要人工操作，效率低下且容易出错。
因此，设计一个基于PLC的自动化冷凝系统成为了一个有价值的毕业设计课题。
2. 设计目标本设计的目标是实现一个能够自动控制冷凝系统的PLC程序，以提高生产效率和减少人工操作。
该系统应能够监测温度、压力和流量等参数，并根据预设的设定值自动调整冷凝过程的参数。
3. 系统结构本设计的冷凝系统主要由以下几个部分组成：- 传感器：用于监测温度、压力和流量等参数。
- PLC控制器：负责接收传感器数据并根据预设的逻辑进行决策。
- 执行器：根据PLC控制器的指令执行相应的操作，例如调节冷凝器的温度和压力。
4. PLC程序设计PLC程序是实现自动化控制的核心。
在本设计中，PLC程序应具备以下功能：- 监测传感器数据：PLC控制器应能够实时读取传感器数据，包括温度、压力和流量等参数。
- 判断逻辑：根据预设的设定值和逻辑，PLC控制器应能够判断当前冷凝过程的状态，例如是否需要调节温度或压力。
- 控制执行器：根据判断结果，PLC控制器应能够发送指令给执行器，调节冷凝器的温度和压力。
- 数据记录和报警：PLC控制器应能够记录冷凝过程中的数据，并在出现异常情况时发出报警信号。
5. 系统测试和优化完成PLC程序设计后，需要进行系统测试和优化。
测试过程中应模拟不同的工况和故障情况，以验证系统的稳定性和可靠性。
根据测试结果，对PLC程序进行优化，提高系统的性能和响应速度。
6. 结论本文介绍了一个基于PLC的冷凝系统的毕业设计。
通过使用PLC技术，可以实现冷凝系统的自动化控制，提高生产效率和减少人工操作。
蒸汽冷凝器
吉林化工学院本科毕业设计（论文）蒸汽冷却器的设计性质: □毕业设计□毕业论文教学院：系别：学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职称：教授起止日期：2015.5.20～2015.7.11吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology冷凝器是使用范围很广的一种化工设备，属于换热器的一种。
本设计任务主要是根据已知条件选择采用浮头式换热器机的设计。
首先根据给出的设计温度和设计压力来确定设备的结构形式以及壳程和管程的材料，然后根据物料性质和传热面积来确定换热管的材料，尺寸，根数。
根据换热管的根数确定换热管的排列，并根据换热管的排列和长度来确定筒体直径以及折流板的选择。
通过对容器的内径和内外压的计算来确定壳体和封头的厚度并进行强度校核。
然后是对换热器各部件的零部件的强度设计，有法兰的选择和设计计算与校核，钩圈及浮头法兰的设计计算与校核和管子拉脱力的计算。
还包括管板的结构设计、防冲挡板、滑道结构的设计以及支座设计。
结构设计中的标准件可以参照国家标准根据设计条件直接选取；非标准件，设计完结构后必须进行相应的应力校核。
关键词：换热器；强度设计；结构设计Condenser is a kind of chemical equipment which has wide range of application and it is also a kind of heat exchanger.The main task of this thesis is to design a floating heat exchanger based on some known information. It is important to determine the type of construction of the equipment and the material of its shell pass and tube pass first. Then, the material, size and number of the exchange tube are decided by material property and its heat transfer area. The exchange tubes need to be arranged on the basis of its number. What’s more, the diameter and the choice of baffle board are influenced by the arrangement and length of exchange tubes. Furthermore, the thickness of the shell and shell cover is determined by the inner diameter and the calculation of inner and outer pressure of the container. Meanwhile, its intensity also needed to be checked. Next, it is also vital to design the intensity of components of heat exchanger, including the choice, calculation and checking of flange, floating flange and backing device, also the calculation of pulling-out force of the tubes. In addition, there are other things to be designed carefully, including tube plate, impingement baffle, slide and support. During the design of structure, standard components can be referred to national standards according to the design conditions of the direct selection; as to the non standard components, corresponding stress checking is needed after the design of the construction.Keywords: heat exchanger；strength design；structure design摘要......................................................................................................Abstract.............................................................................................绪论 (1)1.1 换热设备冷凝器过内外研究现状水平和发展趋势 (1)1.2 冷凝器的类型及特点 (1)2换热器的结构计算与强度校核 (3)2.1 已知条件 (3)2.2 确定管子数 (3)2.3 壳体的内径和厚度 (4)2.4拉杆的确定 (5)2.5 确定折流板 (5)2.6右端管箱的设计 (6)2.7接管和管法兰的设计 (7)2.8后端管板的设计 (10)2.9浮头盖的设计 (15)2.10右端管箱的设计 (22)2.11侧法兰的设计 (23)2.12支座的设计与选择 (27)2.13吊环螺钉的设计 (27)2.14防冲板的设计 (28)2.15滑道的设计 (28)3设备的维护与检修 (29)3.1设备的检查 (29)3.2换热器的清理和维护 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1换热设备冷凝器国内外发展现状冷凝器是一种用于冷却流体的换热设备。
冷凝器设计说明方案
摘要根据设计条件，依据GB151和GB150及相关规范，对卧式壳程冷凝器进行了工艺计算，结构计算和强度计算。
工艺计算部分主要是根据给定的设计条件估算换热面积，从而进行冷凝器的选型，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算。
结构和强度的设计主要是根据已经选定的冷凝器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板的计算、法兰的计算、开孔补强计算等。
最后设计结果再通过装配图零件图等表现出来。
关于卧式壳程冷凝器设计的各个环节，设计说明书中都有详细的说明。
关键词：管壳式换热器卧式壳程冷凝器管板法兰AbstractAccording to the design condition, GB151 and GB150 and related norms, design a horizontal shell condenser, which included technology calculate of condenser, the structure and intensity of condenser.The technology calculation process. Mainly, the process of technology calculate is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area, and then, select a suitable condenser to check heat transfer coefficient ,just for the actual heat transfer area .Meanwhile the process above still include the pressure drop and wall temperature calculation . The design is about the structure and intensity of the design. This part is just on the selected type of condenser to design the condenser’s components and parts ,such as vesting ,baffled plates, the distance control tube, tube boxes. This part of design mainly include：the choice of materials，identify specific size, identify specific location, the thickness calculation of tube sheet, the thickness calculation of flange, the opening reinforcement calculation etc. In the end, the final design results through assembly drawing and parts drawing to display.The each aspects of the horizontal shell condenser has detailed instructions in the design manual.Key word: Shell-Tube heat exchanger; Horizontal shell condenser; Tube sheet; Flange.目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 冷凝器概述 (1)1.2 冷凝器类型 (1)1.2.1 卧式壳程冷凝器 (1)1.2.2 卧式管程冷凝器 (2)1.2.3 立式壳程冷凝器 (2)1.2.4 管内向下流动的立式管程冷凝器 (3)1.2.5 向上流动的立式管程冷凝器 (3)第2章工艺计算 (5)2.1 设计条件 (5)2.2 确定物性数据 (5)2.3 冷凝器的类型与流动空间的确定 (5)2.4 未考虑冬季因素 (5)2.4.1 估算传热面积 (5)2.4.2 选工艺尺寸计算 (7)2.4.3 冷凝器核算 (10)2.5 冬季因素考虑 (17)2.6 综合考虑 (18)2.6.1 估算传热面积 (19)2.6.2 选工艺尺寸计算 (19)2.6.3 冷凝器核算 (20)2.7 换热器主要结构尺寸和计算结果 (25)第3章结构设计 (26)3.1 壳体、管箱壳体和封头的设计 (26)3.1.1 壁厚的确定 (26)3.1.2 管箱壳体壁厚的确定 (27)3.1.3 标准椭圆封头的设计 (27)3.2 管板与换热管设计 (28)3.2.1 管板 (28)3.2.2 换热管 (29)3.3 进出口设计 (30)3.3.1 接管的设计 (30)3.3.2 接管外伸长度 (30)3.3.3 排气、排液管 (30)3.3.4 接管最小位置 (31)3.4 折流板或支持板 (32)3.4.1 折流板尺寸 (32)3.4.2 折流板和折流板孔径 (32)3.4.3 折流板的布置 (33)3.5 防冲挡板 (34)3.6 拉杆与定距管 (34)3.6.1 拉杆的结构和尺寸 (34)3.6.2 拉杆的位置 (35)3.6.3 定距管尺寸 (35)3.7 鞍座选用及安装位置确定 (35)第4章强度计算 (36)4.1 壳体、管箱壳体和封头校核 (36)4.1.1 壳体体校核 (36)4.1.2 管箱壳体校核 (36)4.1.3 椭圆封头校核 (37)4.2 接管开孔补强 (37)4.2.1 蒸汽进出口开孔补强 (37)4.2.2 管箱冷却水接管补强的校核 (39)4.3 膨胀节 (40)4.3.1 膨胀节 (41)4.3.2 膨胀节计算 (41)4.4 管板校核 (43)4.4.1 结构尺寸参数 (43)4.4.2 各元件材料及其设计数据 (43)4.4.3 管子许用应力 (44)4.4.4 结构参数计算 (45)4.4.5 法兰力矩 (46)4.4.6 换热管与壳体圆筒的热膨胀应变形差 (46)4.4.7 管箱圆筒与法兰的旋转刚度参数 (46)4.4.8 管子加强系数 (47)4.4.9 旋转刚度无量纲参数 (47)4.4.10 设计条件不同危险组合工况的应力计算 (48)4.4.11 四种危险工况的各种应力计算与校核： (50)4.5 设计值总汇 (52)第5章安装使用及维修 (53)5.1 安装 (53)5.2 维护和检修 (53)结论 (56)参考文献 (57)第1章绪论1.1 冷凝器概述在蒸馏过程中，把蒸气转变成液态的装置称为冷凝器[1]。
【荐】空冷冷凝器设计 毕设论文
空冷冷凝器设计摘要：冷凝器是各工业部门中重要的换热设备之一。
换热器作为热量传递中的过程设备，在化工、冶金、石油、动力、食品、国防等工业领域中应用极为广泛。
换热器性能的好坏，直接影响着能源利用和转换的效率。
近年来，节能工作开始被全球所重视,而换热器特别是高效换热器又是节能措施中关键的设备。
因此,无论是从上述各工业的发展,还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都有非常重要的意义。
本设计是关于管翅式空冷器的设计。
主要内容是进行了冷凝器的工艺计算，结构设计和强度校核。
设计内容首先是传热计算，主要是根据设计条件计算换热面积。
其次是结构设计以确定各部件的尺寸。
最后还包括是强度计算与校核，主要包括管箱结构与校核和支架的校核。
关于设计管翅式冷凝器的各个环节，在后面设计书中做详细的说明。
关键词：冷凝器；传热；结构；强度；管翅式换热器；Design of Air-cooled CondenserAbstract：Condense is one of the most important heat exchanging equipments in industrial field. As a heat transfer in the processing equipment, exchanger is widely applied in chemical industry, metallurgy, oil, power, food, defense industry. In recent years, the problem of energy-saving is beginning to be regarded all over the world. And heat exchanger, particularly efficient heat exchanger，It is the key to energy-saving equipment. Therefore, whether from the foregoing the development of industry, or from efficient energy use, the reasonable heat exchanger design, manufacturing, selection and running all have very important significance. The manual is about the Finned tube condenser，which included process calculation , the structural design and intensity . The first part of this manual is the heat transfer’s calculation. Mainly, it is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area. Next is the structure design to determine the size of the components. Finally also including the strength calculation and checking, mainly including the Tube Box’s structure and the support checking.About the design of the Finned tube condenser,The detailed content is in the back of the design instructions.Key words： Condenser ; Heat transfer; Structure; StrengthFinned tube exchanger目录1 绪论 (1)2 冷换设备设计基础 (1)2.1换热器的应用与分类 (1)2.1.1 换热器的应用 (1)2.1.2 换热器的分类 (1)2.2冷凝器概述 (2)2.3管翅式换热器 (3)2.3.1 管翅式换热器基本结构 (3)2.3.2 管翅式换热器的工作特性 (3)2.4冷凝器的换热分析 (4)2.5冷凝器中凝结换热过程分析 (5)3 传热计算 (8)3.1空冷冷凝器的设计条件及基本参数 (8)3.2空冷冷凝器的设计条件及基本参数 (8)3.2.1 迎风面速度的选择 (8)3.2.2 管程数的选择 (8)3.3热负荷计算 (9)3.3.1已知条件分析 (9)3.3.2热负荷计算 (9)3.3.3 空冷器初选方案的计算 (10)3.3.4管内传热系数计算 (12)3.3.5 风量和空气出口温度的计算 (13)3.3.6 传热温差计算： (14)3.3.7 翅片管外空气膜传热系数的计算 (14)3.3.8 各项热阻的计算和选取， (15)3.3.9 总传热系数： (15)3.3.10 传热面积： (15)3.3.11管程压力降 (16)3.3.12 管外翅片阻力， (17)3.3.13 风机功率计算 (17)3.3.14 风机的过冬计算 (18)3.3.15 风机噪音估算： (18)3.3.16 调速风机的节能 (18)4 结构设计 (19)4.1管束的参数确定与布管设计 (19)4.2管箱的结构设计 (20)4.3管箱设计壁厚的选取与校核 (21)4.4换热管与管板连接 (25)4.5管箱开孔补强设计 (27)4.6管束设计 (31)4.6.1管束材料的选择 (31)4.6.2管束定距结构的设计 (32)4.7空冷器的空气流道密封结构设计 (35)5经济技术性分析 (36)5.1能耗分析 (36)5.2节能措施 (36)6 设计总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1 绪论能源是当前人类面临的重要问题之一,能源开发及转换利用已成为各国的重要课题,而换热设备是能源利用过程中必不可少的设备,几乎一切工业领域都要使用,在化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门中应用尤为广泛。
流量为200th冷凝器的设计
摘要冷凝器是使用范围很广的一种化工设备，属于换热器的一种。
本设计任务主要是根据已知条件选择采用固定管板式换热器的设计,固定管板式换热器的优点是锻件使用少，造价低；传热面积比浮头式换热器大20%到30％且旁路渗流小。
本台换热器主要完成的是水蒸气-水之间的热量交换,首先根据给出的设计温度和设计压力来确定设备的结构形式以及壳程和管程的材料，然后根据物料性质和传热面积来确定换热管的材料，尺寸，根数。
，设计压力为管程2.31MPa，壳程0.935MPa，工作温度管程50℃，壳程130℃，设计温度管程80℃，壳程140℃，传热面积为2562m，采用Φ25×2.5×3000的无缝钢管换热，则可计算出622根换热管，D=1200mm的圆筒根据换热管的根数确定换热管的排列，并根据换热管的排列和长度来确定筒体直径以及折流板的选择。
通过对容器的内径和内外压的计算来确定壳体和封头的厚度并进行强度校核。
然后是对换热器各部件的零部件的强度设计，有法兰的选择和设计计算与校核，钩圈及浮头法兰的设计计算与校核和管子拉脱力的计算。
还包括管板的结构设计、防冲挡板、滑道结构的设计以及支座设计。
结构设计中的标准件可以参照国家标准根据设计条件直接选取；非标准件，设计完结构后必须进行相应的应力校核。
管板与换热管的连接方式为焊接，因管板上的应力较多，且内外温度有一定的差值，因此，对管板强度的校核是一个重点，也是一个难点..关键词：换热器；强度设计；结构设计AbstractThe condenser is a kind of chemical equipment which is widely used, and belongs to a kind of heat exchanger.. The design task is mainly according to the known conditions to choose the design of fixed tube plate heat exchanger, the advantages of fixed tube plate heat exchanger is forging used less, low cost; heat transfer area ratio of floating head type for heat exchanger is 20% to 30% and a bypass flow small.The heat exchanger is mainly completed is between water vapor and water heat exchange, first of all according to the given design temperature and pressure to determine structure of equipment and the shell side and tube side material, and then according to the nature of the material and the heat transfer area to determine the heat exchange tube materials, dimensions, number of roots. And design pressure for tube side 2.31MPa, shell 0.935MPa, the working temperature of the tube process 50 DEG C, 130 DEG C shell, design temperature tube process at a temperature of 80 DEG C, shell and 140 DEG C, heat transfer area for 256m2. The phi 25 x 2.5 x 3000 seamless steel pipe heat exchanger can be calculated 622 heat exchange tube, D=1200mm cylindrical root according to determine the root number of heat exchange tube heat exchanger tube arrangement and according to the arrangement and length of heat exchange tube to determine cylinder diameter and baffle the choice. Determine the thickness of the shell and the head and carry out the intensity verification by calculating the inner diameter and the internal pressure of the container.. Then the strength design of components of the various components of the heat exchanger, flange design, selection and calculation and checking, hook and loop and floating head flange design calculation and checking of the pipe and pull off force calculation. Also includes a tube plate structure design, anti scour baffle, slideway structure design and the design of support. The standard parts in the structure design can be selected directly according to thenational standards; the non standard parts must be checked for the corresponding stress after the design of the structure.Tube plate and tube heat exchanger and the connection mode of welding, tube plate more stress, and the temperature inside and outside have certain difference. Therefore, on the tube sheet strength check is a key and a difficulties.Keywords: Heat exchanger；Strength design；Structure design目录第一章传统工艺计算 (1)1.1 工艺计算 (1)1.1.1 介质原始数据 (1)1.1.2 介质定性温度及物性参数 (1)1.2 传热量与水蒸汽流量计算 (2)1.3 有效平均温差计算 (3)1.4 管程换热系数计算 (4)1.5 管程结构初步设计 (5)1.6 壳程换热系数计算 (6)1.7 总传热系数计算 (7)1.8 管壁温度计算 (7)1.9 管程压力降计算 (8)1.10 壳程压力降计算 (9)第二章强度计算 (11)2.1 结构设计说明书 (11)2.1.1 换热管材料及规格的选择和根数的确定 (11)2.1.2 布管方式的选择 (11)2.1.3 筒体内径的确定 (11)2.1.4 筒体壁厚的确定 (12)2.1.5 封头形式的确定 (12)2.1.6 管箱短节壁厚计算 (13)2.1.7 容器法兰的选择 (13)2.1.8 管板尺寸的确定及强度计算 (14)2.1.9 是否安装膨胀节的判定 (26)2.1.10 各管孔接管及其法兰的选择 (26)2.1.11 设备法兰的选择 (29)2.1.12 拉杆和定距管的确定 (31)2.1.13 开孔补强计算 (32)2.2 筒体管箱耐压试验的应力校核计算 (34)2.2.1 筒体核算 (34)2.2.2 支座的选择及应力校核 (34)2.2.3 耳座的应力校核 (35)参考文献 (38)致谢 (39)第一章传统工艺计算1.1 工艺计算1.1.1 介质原始数据管程水的进口温度'1t =20℃ 管程水的出口温度''1t =90℃ 管程水的工作压力MP P 1.21= 管程水的流量G 1=200t/h=200000kg/h壳程水蒸气的入口温度'2t =170.7℃ 壳程水蒸气的出口温度''2t =85℃壳程水蒸气的入口压力P 2=0.85MPa1.1.2 介质定性温度及物性参数（1） 管程：管程水定性温度[1] 1t =（1t '+ 1t ''）/2=（20+90）/2=55℃ 管程水密度查物性表得1ρ=985.75 ㎏/m 3 管程水比热查物性[2]表得Cp 1=4.176KJ/（Kg ﹒K ）管程水导热系数查物性表得λ1=0.648W/（m ﹒℃） 管程水粘度μ1=5.064×10-4 Pa·s 管程水普朗特数查物性表得 24.31=r P（2）壳程：壳程水蒸汽定性温度：壳程水蒸汽冷凝点 : i t = '2t =170.7℃冷却段：2t =（i t + ''2t ）/2=（170.7+85）/2=127.85℃ 冷凝段：2t = （'2t + i t ）=（170.7+170.7）/2=170.7℃壳程水蒸汽密度查物性表得： 冷却段：ρ2=937.8㎏/m3冷凝段: 2p =4.194㎏/ m3壳程水蒸汽比热查物性表得: 冷却段：Cp 2=4.319 KJ/（Kg ﹒K ） 冷凝段：C p 2=2.589 KJ/（Kg ﹒K ） 壳程水蒸汽导热系数查物性表得： 冷却段：2λ =0.6878 W/（m ﹒K ） 冷凝段：'2λ= 0.03218 W/（m ﹒K ） 壳程水蒸汽粘度：冷却段：μ2 =217.191×10-6Pa·s 冷凝段：u 2=14.619×10-6 Pa·s 壳程水蒸汽普朗特数查物性表得： 冷却段：Pr 2 =1.344 冷凝段：P r 2=1.1341.2 传热量与水蒸汽流量计算取定换热效率 ƞ =0.98则设计传热量 :0Q = G 1×Cp 1×(''1t - '1t )×1000/3600=200000×4.176×(90-20)×1000/3600=16.24×106W由0Q =2G [r+ Cp 2('2t - ''2t )]·ƞ 导出水蒸气流量G 2，r 为t 2′时的汽化潜热，r=2047.1KJ/Kg 水蒸汽流量:G 2= Q 0/ ƞ /[r+ Cp 2(i t - ''2t )]=23.55×106/0.98/[2047.1×1000+4.319×1000×(170.7-85)]=6.703Kg/s冷却段传热量：Q 2=G 2·Cp 2·(i t - ''2t )=6.703×4.319×103×(170.7-85)=2481037W冷凝段传热量:Q 2= G 2·r=6.703×2047.1×1000=13721711.3W 设冷凝段和冷却段[3]分界处的温度为3t根据热量衡算 : Q η2= 11p C G ⨯()13t t '- 3t =Q 2·ƞ/ G 1/ Cp 1+'1t =13721711.3×0.98×3600/200000/4176+20=59.974℃ 1.3 有效平均温差计算逆流冷却段[4]平均温差: ∆t n=())t -t t -t ln()t -t (-t 123i 123i ''''''t =85.843℃843.85ln ))(('1''23'1''23=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=∆t t t t t t t t t i i n ℃逆流冷凝段平均温差: ∆t n ′=()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-''-'--''-'312312ln t t t t t t t t i i =94.923℃ 冷却段:参数[5]:271.0974.597.170974.599033"1=--=--=t t t t P i参数:854.2974.5990857.1703''1''21=--=--=t t t t R换热器按单壳程 单管程设计则查图 2-6(a)，得:温差校正系数ϕ =1.0有效平均温差: ∆t m = ϕ ·∆t n =1.0×85.843=85.843℃ 冷凝段：参数:P=''12'13t -t t -t =02-0.71720-59.974=0.265参数:R='13i '2t -t t -t =20-59.9747.017-7.017=0 换热器按单壳程 单管程设计则查图 2-6(a)，得:温差校正系数ϕ =1.0有效平均温差: ∆t m ′= ϕ ·∆t n ′=1.0×94.923=94.923℃1.4 管程换热系数计算初选冷却段传热系数:'0K = 820 w/(m ·k) 初选冷凝段传热系数: ''0K = 1300 w/(m ·k)则初选冷却段传热面积为:0F =Q2·ƞ/( K0′·∆tm)= 2481037×0.98/(820×85.843)=46.7688m2初选冷凝段传热面积[6]为:'0F =Q 2·ƞ/( ''0K ·∆tm′)=13721711.3×0.98/(1300×94.923)=108.973 m2 选用ϕ25×2.5的无缝钢管做换热管则:管子外径d 0=25 mm 管子内径d i =20 mm 管子长度 L=3000 mm需要换热管[7]根数:N t =( F 0+ F 0′)/( πd 0L)=(46.7688+108.973)/(3.14×0.025×3)=661.3可取换热管根数为 622根管程流通面积:a 1=t N ·π4d i 2= 662×π×40.022=0.207868管程流速: W 1 =1113600G a p = 200000/( 3600×985.75×0.207868 )= 0.093m/s管程雷诺数[8]:1Re =1ρ1w i d /1u =985.75×0.393×0.02/(5.064×10-4)= 15300.148则管程冷却段的定性温度:11t =(3t + ''1t )/2=(59.97+90)/2=74.987℃ 管程冷却段传热系数:'1a =3605×(1+0.015 11t ) W 10.8/(100i d )^0.2=8077.656管程冷凝段的定性温度: 21t =(3t +'1t )/2=(59.974+20)/2=39.987℃管程冷凝段传热系数: ''1a =3605×(1+0.01521t ) W 10.8/(100i d )/0.2= 4101.3751.5 管程结构初步设计查 GB151—1999知管间距按025.1d , 取管间距为：m S 032.0= 管束中心排管数为：Nc=1.1Nt =28.3，取30根 则壳体内径:D i =s （Nc-1）+4 d 0=1.028 圆整为: 1200=i D 则长径比:i D L =1.23=2.5 合理 折流板选择弓形折流板:弓形折流板的弓高:24.02.12.02.0=⨯==i D h 折流板间距:B=3D i =31200=400㎜取B=400㎜折流板数量:N b =B L =0.43=7.5 取8块 1.6 壳程换热系数计算壳程流通面积[9]: ⎝⎛⎪⎭⎫-=s d BD f i 021=0.4×1.2×（1-0.025/0.032）=20.105m 壳程流速: 冷却段:w 2=222f p G =6.703/（937.58×0.105）=0.068m/s 冷凝段:w 2=222f p G =6.703/（4.194×0.105）=15.22m/s 壳程当量直径:de=（D i 2-N t d 02）/（N t d 0）=（21.2-711×20.025）/（711×0.025）=0.056m① 冷凝段管外壁温度假定值: 6.109=w t ℃膜温:t m =（t w+'2t ）/2=（109.6+170.7）/2=140.15℃膜温下液膜的粘度:μm =195×10-6Pa·s膜温下液膜的密度:ρm =926.4Kg/m3膜温下液膜的导热系数为:λm =0.6842/（m ﹒℃） 正三角形排列n s =2.080 N t 0.495=2.080×6220.495=51.807冷凝负荷：Γ=s2Ln G =6.703/（3×51.807）=0.0431 壳程冷凝段雷诺数:Re =4Γ/u m =4×0.0431/195×10-6=884.1壳程冷凝段传热系数:''2a =1.51·（3m λρmg/μm 2）31（Re ）31=9635.7② 冷却段管外壁温假定值:952=w t ℃冷却段雷诺数：Re=2e 22u d w p =937.8×0.068×0.056/217.191×10-6=16442.405 壁温下水粘度:μw2=298.6×10-6Pa·s粘度修正系数[10]:ϕ1=（w22u u ）0.14=0.956 壳程传热因子查图 2-12 得: 100=s j 冷却段壳程换热系数:a 2′=（2λ/d e ）·Pr 231·ϕ1 ·j s=（0.6878/0.056）×1.34431×0.956×100=1875.291.7 总传热系数计算查 GB151-1999 第 138 页可知水蒸汽的侧污垢热阻:2r =8.8×10-5（m 2·℃/w ）管程水选用地下水，污垢热阻为: ()W C m r o /102.35251⋅⨯=- 由于管壁比较薄，所以管壁的热阻可以忽略不计 冷却段总传热系数[11]:'j K =1/[1/'2a +2r +1r ×0d /i d +0d /（'1a ×i d ）]= 731.176传热面积比为: 'j K /'0K =1.08(合理)冷凝段总传热系数:''j K =1/[1/''2a +2r +1r ×0d /i d +0d /（a 1″×i d ）]=1385.0607传热面积比为: ''j K /''0K =13001385.0607=1.06（合理）1.8 管壁温度计算设定冷凝段的长度:m L 0424.2='' 冷却段的长度:m L 9576.0=' 冷却段管外壁热流密度[12]计算:'2q =Q 2ƞ/(N t πd 0 L′)=48859.33w/（m 2·℃）冷却段管外壁温度:'w t =2t -q 2′(1/'2a +2r )=97.496℃误差校核:e′=2w t -'w t =95-97.496=-2.496℃ 误差不大冷凝段管外壁热流密度计算:''2q =Q 2ƞ/( N t πd 0 L″)=（13721711.3⨯0.98）/155473.7 w/（622⨯3.14⨯0.025⨯2.0424）=126696.88（m 2·℃）冷凝段管外壁温度[13]:''w t =t m -''2q (1/''2a +2r )=115.62℃误差校核:e = w t -''w t =-6.02℃ 误差不大1.9 管程压力降计算管程水的流速: 1u =1113600p g G =200000/（3600⨯985.75⨯0.207868）=0.393m/s管程雷诺准数:1Re =1ρ1w i d /1u =985.75⨯0.393⨯0.02/（5.064⨯-410）=15300.148 程摩擦系数:ξ=0.3164/(Re 10.25)=0.02845压降结垢校正系数[14]:4.1=i d φ沿程压降:△P 1=ξ1ρ1u 2L ϕdi /(2d i )=（0.02845⨯985.75⨯20.393 1.43⨯⨯）/（20.02⨯）=454.8Pa取管程出入口接管内径:'1d =250mm管程出入口流速:'1u =4G/(3600π'1d 21ρ)=（4⨯290000）/（3600 3.14⨯⨯20.25985.75⨯）=1.67m/s局部压降: △3p =1ρ'1u (1+0.5)/2=（985.75⨯21.67⨯1.5）/2=2061.99 Pa管程总压降: △P=△1p ＋△3p =454.8＋2061.9=2516.7Pa管程允许压降:[]a P P 35000=∆ △P < [ △P] 即压降符合要求。
化工设计论文冷凝器设计论文
化工设计论文冷凝器设计论文摘要：冷凝过程是复杂多变的，因此在对冷凝器进行设计的时候，设计人员要对冷凝器的影响因素进行综合的分析和计算，选择合适的材料和型式，以确保设计的合理性，使得冷凝器的作用得以真正发挥。
前言冷凝过程在炼油、化工和石油化工等装置中的应用较为广泛，一些设计人员在设计中对多种因素的综合分析不够，使选用的冷凝器在实际运行中达不到设计的负荷值。
因此，在设计选用冷凝器的工作中，要按照科学的计算方法进行冷凝器的设计选用，能够使冷凝器在实际运行中达到设计负荷，同时达到热能的最低消耗。
1冷凝器工作原理1.1蒸汽压缩式制冷原理通常由制冷压缩机、蒸发气、冷凝器以及节流阀四个部分共同构成蒸汽压缩式制冷系统。
通过管道将这四个不同的部件连接在一起进而形成一个密闭的系统，在系统中制冷剂流动变化和外界进行热量交换。
1.2制冷系统的基本原理在蒸发器中，冷却物体的热量被制冷剂吸收之后，将气化成温度和气压都比较低的蒸汽，此时压缩机将它们吸入，并将蒸汽的温度和气压都是升高后排入冷凝器，然后在冷凝器中相水和空气等中散发热量，经过冷却之后形成高压的液体经过节流阀被节流为温度和气压都比较低的制冷剂之后再次进入蒸发气中吸收热气化，这样在整个制冷系统中，就可以不断地完成质量循环。
1.3制冷系统的构成在制冷系统中，通常由蒸发器、冷凝器、节流阀和压缩机工程来构成统，它们各自所起到的作用都是不一样的，其中，蒸发器是输送冷量的设备；压缩机起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用；冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走；节流阀对制冷剂起节流降压作用，同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
它们通过共同作用进而形成一个完整的制冷系统，使得系统的功能得以正常发挥。
2冷凝器设计中的问题及方法2.1冷凝段气流速度和液膜厚度对冷凝传热有一定的影响，特别是在高流速时，其影响较为明显，一般在液膜表面气流会产生明显的粘滞应力。
冷凝器改造论文
冷凝器改造论文第一篇：冷凝器改造论文低费用改造糖厂水喷射冷凝器的新方法一、概述真空冷凝器是糖厂煮糖和蒸发获得真空降低糖汁沸点的关键设备，一个合适而且稳定的真空对于糖厂来说是非常重要的。
目前在糖厂广泛应用的真空冷凝器主要有：塔式冷凝器配真空泵、水喷射式冷凝器和喷射雾化式冷凝器。
塔式冷凝器配真空泵，使用逆流接触式冷凝器将水蒸气冷凝，剩下的不凝缩气体另用真空泵排除。
我国糖厂早期都使用这种系统，目前在糖厂的真空冷凝设备中还占据着相当大的比重，虽然用水量较少，效率较高，但是配置一台真空泵所耗的电能对于现代糖厂来说不符合节能要求，而且它的设备比较复杂，操作和维修比较繁锁。
水喷射冷凝器，同一台设备兼有冷凝和抽气作用。
它的优点是设备比较简单、容易制造、使用与维护方便。
但用水量较大，在水量不足或水温较高时，其效能显著下降，真空度偏低且不稳定，调节困难。
现在国内大多数大、中型甘蔗糖厂都使用这种水喷射冷凝器，每个煮糖罐配一个，蒸发罐又另配一个。
这样操作管理较方便，但总用水量大很多。
喷射雾化式冷凝器，结合了塔式冷凝器和水喷射式冷凝器的优点而又区别于两者不同，最大的创新特点是在喷射抽吸的基础上增加了雾化冷凝的效果，大大提高了冷凝器效率。
喷射雾化式冷凝器设计有喷雾喷嘴和喷射喷嘴，喷雾喷嘴通过喷出具有很大表面积的雾化水滴充分与汁汽混合进行热交换，汽液混合均匀，使可凝性气体迅速凝结成水而形成真空。
剩下的不冷凝气体通过喷射喷嘴射出的射流水抽吸而排出尾管，从而达到稳定高真空的目的，但由于残留的不凝缩气体较少，需要对其所做的压缩功较小，所以水压和水温对真空的影响较小。
喷射雾化式冷凝器属于近几年来新开发的一种新型产品，是一种理想而又高效节能的冷凝设备，正逐步取代塔式冷凝器和水喷射式冷凝器。
以上三种冷凝器中，目前还在使用最多的是水喷射冷凝器，由于环保压力的原因，糖厂冷却水含糖分高不能外排，为减少末端水处理的成本不得不循环使用，导致用于冷凝的水温越来越高，根据汁汽冷凝所需冷却水与其进水温度的关系，进水温度越高，用水量越大，这样在现有的水喷射冷凝器条件下，糖厂原先设计的进水压力已不能满足正常煮糖生产所需要的真空，所以近几年来，很多使用水喷射冷凝器的糖厂都面临煮糖真空不够的问题。
固定管板式冷凝器毕业设计
固定管板式冷凝器毕业设计
固定管板式冷凝器是一种常用于石油、化工、电力、制药等行业的换热器设备，其结构简单、安装方便、运行稳定、节能效果显著等优点得到了广泛应用。
固定管板式冷凝器毕业设计的主要内容和步骤建议：
1. 设计目标确定：根据实际需求和设备的参数要求，确定设计目标，包括换热量、热传导系数、表面积等方面。
2. 定义设计参数：根据设计目标，确定设计参数，如板间距、板数量、板厚及板材质等参数。
3. 设计方案制定：结合实际情况制定多种设计方案，包括板式冷凝器的热传导模型、流体模型、结构参数及经济效益评估等。
4. 设计计算与分析：基于设计方案，对固定管板式冷凝器的各项参数进行计算和分析，如板间距、传热系数、板材质量、板厚度等。
5. 结构设计：基于计算和分析的结果，确定固定管板式冷凝器的结构设计，并绘制设计图，进行模拟分析和标准化检验。
6. 生产组装：生产组装前，进行现场质保和环保、安全检验，确保生产过程满足安全、环保、健康和技术要求。
7. 装配安装调试：根据生产完成后的固定管板式冷凝器装配、安装、调试，最终确定其性能指标和经济效益。
8. 结论总结：对固定管板式冷凝器的设计和实践进行总结，提出合理化建议。
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摘要冷凝器是使用范围很广的一种化工设备，属于换热器的一种。
本设计任务主要是根据已知条件选择采用固定管板式换热器的设计,固定管板式换热器的优点是锻件使用少，造价低；传热面积比浮头式换热器大20%到30％且旁路渗流小。
本台换热器主要完成的是水蒸气-水之间的热量交换,首先根据给出的设计温度和设计压力来确定设备的结构形式以及壳程和管程的材料，然后根据物料性质和传热面积来确定换热管的材料，尺寸，根数。
，设计压力为管程2.31MPa，壳程0.935MPa，工作温度管程50℃，壳程130℃，设计温度管程80℃，壳程140℃，传热面积为2562m，采用Φ25×2.5×3000的无缝钢管换热，则可计算出622根换热管，D=1200mm的圆筒根据换热管的根数确定换热管的排列，并根据换热管的排列和长度来确定筒体直径以及折流板的选择。
通过对容器的内径和内外压的计算来确定壳体和封头的厚度并进行强度校核。
然后是对换热器各部件的零部件的强度设计，有法兰的选择和设计计算与校核，钩圈及浮头法兰的设计计算与校核和管子拉脱力的计算。
还包括管板的结构设计、防冲挡板、滑道结构的设计以及支座设计。
结构设计中的标准件可以参照国家标准根据设计条件直接选取；非标准件，设计完结构后必须进行相应的应力校核。
管板与换热管的连接方式为焊接，因管板上的应力较多，且内外温度有一定的差值，因此，对管板强度的校核是一个重点，也是一个难点..关键词：换热器；强度设计；结构设计AbstractThe condenser is a kind of chemical equipment which is widely used, and belongs to a kind of heat exchanger.. The design task is mainly according to the known conditions to choose the design of fixed tube plate heat exchanger, the advantages of fixed tube plate heat exchanger is forging used less, low cost; heat transfer area ratio of floating head type for heat exchanger is 20% to 30% and a bypass flow small.The heat exchanger is mainly completed is between water vapor and water heat exchange, first of all according to the given design temperature and pressure to determine structure of equipment and the shell side and tube side material, and then according to the nature of the material and the heat transfer area to determine the heat exchange tube materials, dimensions, number of roots. And design pressure for tube side 2.31MPa, shell 0.935MPa, the working temperature of the tube process 50 DEG C, 130 DEG C shell, design temperature tube process at a temperature of 80 DEG C, shell and 140 DEG C, heat transfer area for 256m2. The phi 25 x 2.5 x 3000 seamless steel pipe heat exchanger can be calculated 622 heat exchange tube, D=1200mm cylindrical root according to determine the root number of heat exchange tube heat exchanger tube arrangement and according to the arrangement and length of heat exchange tube to determine cylinder diameter and baffle the choice. Determine the thickness of the shell and the head and carry out the intensity verification by calculating the inner diameter and the internal pressure of the container.. Then the strength design of components of the various components of the heat exchanger, flange design, selection and calculation and checking, hook and loop and floating head flange design calculation and checking of the pipe and pull off force calculation. Also includes a tube plate structure design, anti scour baffle, slideway structure design and the design of support. The standard parts in the structure design can be selected directly according to thenational standards; the non standard parts must be checked for the corresponding stress after the design of the structure.Tube plate and tube heat exchanger and the connection mode of welding, tube plate more stress, and the temperature inside and outside have certain difference. Therefore, on the tube sheet strength check is a key and a difficulties.Keywords: Heat exchanger；Strength design；Structure design目录第一章传统工艺计算 (1)1.1 工艺计算 (1)1.1.1 介质原始数据 (1)1.1.2 介质定性温度及物性参数 (1)1.2 传热量与水蒸汽流量计算 (2)1.3 有效平均温差计算 (3)1.4 管程换热系数计算 (4)1.5 管程结构初步设计 (5)1.6 壳程换热系数计算 (6)1.7 总传热系数计算 (7)1.8 管壁温度计算 (7)1.9 管程压力降计算 (8)1.10 壳程压力降计算 (9)第二章强度计算 (11)2.1 结构设计说明书 (11)2.1.1 换热管材料及规格的选择和根数的确定 (11)2.1.2 布管方式的选择 (11)2.1.3 筒体内径的确定 (11)2.1.4 筒体壁厚的确定 (12)2.1.5 封头形式的确定 (12)2.1.6 管箱短节壁厚计算 (13)2.1.7 容器法兰的选择 (13)2.1.8 管板尺寸的确定及强度计算 (14)2.1.9 是否安装膨胀节的判定 (26)2.1.10 各管孔接管及其法兰的选择 (26)2.1.11 设备法兰的选择 (29)2.1.12 拉杆和定距管的确定 (31)2.1.13 开孔补强计算 (32)2.2 筒体管箱耐压试验的应力校核计算 (34)2.2.1 筒体核算 (34)2.2.2 支座的选择及应力校核 (34)2.2.3 耳座的应力校核 (35)参考文献 (38)致谢 (39)第一章传统工艺计算1.1 工艺计算1.1.1 介质原始数据管程水的进口温度'1t =20℃ 管程水的出口温度''1t =90℃ 管程水的工作压力MP P 1.21= 管程水的流量G 1=200t/h=200000kg/h壳程水蒸气的入口温度'2t =170.7℃ 壳程水蒸气的出口温度''2t =85℃壳程水蒸气的入口压力P 2=0.85MPa1.1.2 介质定性温度及物性参数（1） 管程：管程水定性温度[1] 1t =（1t '+ 1t ''）/2=（20+90）/2=55℃ 管程水密度查物性表得1ρ=985.75 ㎏/m 3 管程水比热查物性[2]表得Cp 1=4.176KJ/（Kg ﹒K ）管程水导热系数查物性表得λ1=0.648W/（m ﹒℃） 管程水粘度μ1=5.064×10-4 Pa·s 管程水普朗特数查物性表得 24.31=r P（2）壳程：壳程水蒸汽定性温度：壳程水蒸汽冷凝点 : i t = '2t =170.7℃冷却段：2t =（i t + ''2t ）/2=（170.7+85）/2=127.85℃ 冷凝段：2t = （'2t + i t ）=（170.7+170.7）/2=170.7℃壳程水蒸汽密度查物性表得： 冷却段：ρ2=937.8㎏/m3冷凝段: 2p =4.194㎏/ m3壳程水蒸汽比热查物性表得: 冷却段：Cp 2=4.319 KJ/（Kg ﹒K ） 冷凝段：C p 2=2.589 KJ/（Kg ﹒K ）壳程水蒸汽导热系数查物性表得： 冷却段：2λ =0.6878 W/（m ﹒K ） 冷凝段：'2λ= 0.03218 W/（m ﹒K ） 壳程水蒸汽粘度：冷却段：μ2 =217.191×10-6Pa·s 冷凝段：u 2=14.619×10-6 Pa·s 壳程水蒸汽普朗特数查物性表得： 冷却段：Pr 2 =1.344 冷凝段：P r 2=1.1341.2 传热量与水蒸汽流量计算取定换热效率 ƞ =0.98则设计传热量 :0Q = G 1×Cp 1×(''1t - '1t )×1000/3600=200000×4.176×(90-20)×1000/3600=16.24×106W由0Q =2G [r+ Cp 2('2t - ''2t )]·ƞ 导出水蒸气流量G 2，r 为t 2′时的汽化潜热，r=2047.1KJ/Kg 水蒸汽流量:G 2= Q 0/ ƞ /[r+ Cp 2(i t - ''2t )]=23.55×106/0.98/[2047.1×1000+4.319×1000×(170.7-85)]=6.703Kg/s冷却段传热量：Q 2=G 2·Cp 2·(i t - ''2t )=6.703×4.319×103×(170.7-85)=2481037W冷凝段传热量:Q 2= G 2·r=6.703×2047.1×1000=13721711.3W 设冷凝段和冷却段[3]分界处的温度为3t根据热量衡算 : Q η2= 11p C G ⨯()13t t '- 3t =Q 2·ƞ/ G 1/ Cp 1+'1t =13721711.3×0.98×3600/200000/4176+20=59.974℃ 1.3 有效平均温差计算逆流冷却段[4]平均温差: ∆t n=())t -t t -t ln()t -t (-t 123i 123i ''''''t =85.843℃843.85ln ))(('1''23'1''23=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=∆t t t t t t t t t i i n ℃逆流冷凝段平均温差: ∆t n ′=()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-''-'--''-'312312ln t t t t t t t t i i =94.923℃ 冷却段:参数[5]:271.0974.597.170974.599033"1=--=--=t t t t P i参数:854.2974.5990857.1703''1''21=--=--=t t t t R换热器按单壳程 单管程设计则查图 2-6(a)，得:温差校正系数ϕ有效平均温差: ∆t m = ϕ ·∆t n =1.0×85.843=85.843℃冷凝段：参数:P=''12'13t -t t -t =02-0.71720-59.974=0.265参数:R='13i '2t -t t -t =20-59.9747.017-7.017=0 换热器按单壳程 单管程设计则查图 2-6(a)，得:温差校正系数ϕ =1.0有效平均温差: ∆t m ′= ϕ ·∆t n ′=1.0×94.923=94.923℃1.4 管程换热系数计算初选冷却段传热系数:'0K = 820 w/(m ·k) 初选冷凝段传热系数: ''0K = 1300 w/(m ·k)则初选冷却段传热面积为:0F =Q2·ƞ/( K0′·∆tm)= 2481037×0.98/(820×85.843)=46.7688m2初选冷凝段传热面积[6]为:'0F =Q 2·ƞ/( ''0K ·∆tm′)=13721711.3×0.98/(1300×94.923)=108.973 m2 选用ϕ25×2.5的无缝钢管做换热管则:管子外径d 0=25 mm 管子内径d i =20 mm 管子长度 L=3000 mm需要换热管[7]根数:N t =( F 0+ F 0′)/( πd 0L)=(46.7688+108.973)/(3.14×0.025×3)=661.3可取换热管根数为 622根管程流通面积:a 1=t N ·π4d i 2= 662×π×40.022=0.207868管程流速: W 1 =1113600G a p = 200000/( 3600×985.75×0.207868 )= 0.093m/s管程雷诺数[8]:1Re =1ρ1w i d /1u =985.75×0.393×0.02/(5.064×10-4)= 15300.148则管程冷却段的定性温度:11t =(3t + ''1t )/2=(59.97+90)/2=74.987℃ 管程冷却段传热系数:'1a =3605×(1+0.015 11t ) W 10.8/(100i d )^0.2=8077.656管程冷凝段的定性温度: 21t =(3t +'1t )/2=(59.974+20)/2=39.987℃管程冷凝段传热系数: ''1a =3605×(1+0.01521t ) W 10.8/(100i d )/0.2= 4101.3751.5 管程结构初步设计查 GB151—1999知管间距按025.1d , 取管间距为：m S 032.0= 管束中心排管数为：Nc=1.1Nt =28.3，取30根 则壳体内径:D i =s （Nc-1）+4 d 0=1.028 圆整为: 1200=i D 则长径比:i D L =1.23=2.5 合理 折流板选择弓形折流板:弓形折流板的弓高:24.02.12.02.0=⨯==i D h 折流板间距:B=3D i =31200=400㎜取B=400㎜折流板数量:N b =B L =0.43=7.5 取8块 1.6 壳程换热系数计算壳程流通面积[9]: ⎝⎛⎪⎭⎫-=s d BD f i 021=0.4×1.2×（1-0.025/0.032）=20.105m 壳程流速: 冷却段:w 2=222f p G =6.703/（937.58×0.105）=0.068m/s 冷凝段:w 2=222f p G =6.703/（4.194×0.105）=15.22m/s 壳程当量直径:de=（D i 2-N t d 02）/（N t d 0）=（21.2-711×20.025）/（711×0.025）=0.056m① 冷凝段管外壁温度假定值: 6.109=w t ℃膜温:t m =（t w+'2t ）/2=（109.6+170.7）/2=140.15℃膜温下液膜的粘度:μm =195×10-6Pa·s膜温下液膜的密度:ρm =926.4Kg/m3膜温下液膜的导热系数为:λm =0.6842/（m ﹒℃） 正三角形排列n s =2.080 N t 0.495=2.080×6220.495=51.807冷凝负荷：Γ=s2Ln G =6.703/（3×51.807）=0.0431 壳程冷凝段雷诺数:Re =4Γ/u m =4×0.0431/195×10-6=884.1壳程冷凝段传热系数:''2a =1.51·（3m λρmg/μm 2）31（Re ）31=9635.7② 冷却段管外壁温假定值:952=w t ℃冷却段雷诺数：Re=2e 22u d w p =937.8×0.068×0.056/217.191×10-6=16442.405 壁温下水粘度:μw2=298.6×10-6Pa·s粘度修正系数[10]:ϕ1=（w22u u ）0.14=0.956 壳程传热因子查图 2-12 得: 100=s j 冷却段壳程换热系数:a 2′=（2λ/d e ）·Pr 231·ϕ1 ·j s=（0.6878/0.056）×1.34431×0.956×100=1875.291.7 总传热系数计算查 GB151-1999 第 138 页可知水蒸汽的侧污垢热阻:2r =8.8×10-5（m 2·℃/w ）管程水选用地下水，污垢热阻为: ()W C m r o /102.35251⋅⨯=- 由于管壁比较薄，所以管壁的热阻可以忽略不计 冷却段总传热系数[11]:'j K =1/[1/'2a +2r +1r ×0d /i d +0d /（'1a ×i d ）]= 731.176传热面积比为: 'j K /'0K =1.08(合理)冷凝段总传热系数:''j K =1/[1/''2a +2r +1r ×0d /i d +0d /（a 1″×i d ）]=1385.0607传热面积比为: ''j K /''0K =13001385.0607=1.06（合理）1.8 管壁温度计算设定冷凝段的长度:m L 0424.2='' 冷却段的长度:m L 9576.0=' 冷却段管外壁热流密度[12]计算:'2q =Q 2ƞ/(N t πd 0 L′)=48859.33w/（m 2·℃）冷却段管外壁温度:'w t =2t -q 2′(1/'2a +2r )=97.496℃误差校核:e′=2w t -'w t =95-97.496=-2.496℃ 误差不大冷凝段管外壁热流密度计算:''2q =Q 2ƞ/( N t πd 0 L″)=（13721711.3⨯0.98）/155473.7 w/（622⨯3.14⨯0.025⨯2.0424）=126696.88（m 2·℃）冷凝段管外壁温度[13]:''w t =t m -''2q (1/''2a +2r )=115.62℃误差校核:e = w t -''w t =-6.02℃ 误差不大1.9 管程压力降计算管程水的流速: 1u =1113600p g G =200000/（3600⨯985.75⨯0.207868）=0.393m/s管程雷诺准数:1Re =1ρ1w i d /1u =985.75⨯0.393⨯0.02/（5.064⨯-410）=15300.148 程摩擦系数:ξ=0.3164/(Re 10.25)=0.02845压降结垢校正系数[14]:4.1=i d φ沿程压降:△P 1=ξ1ρ1u 2L ϕdi /(2d i )=（0.02845⨯985.75⨯20.393 1.43⨯⨯）/（20.02⨯）=454.8Pa取管程出入口接管内径:'1d =250mm管程出入口流速:'1u =4G/(3600π'1d 21ρ)=（4⨯290000）/（3600 3.14⨯⨯20.25985.75⨯）=1.67m/s局部压降: △3p =1ρ'1u (1+0.5)/2=（985.75⨯21.67⨯1.5）/2=2061.99 Pa管程总压降: △P=△1p ＋△3p =454.8＋2061.9=2516.7Pa管程允许压降:[]a P P 35000=∆ △P < [ △P] 即压降符合要求。