管壳式换热器设计毕业设计
U型管换热器毕业设计说明书
机械制造工艺学学号：毕业设计说明书U型管换热器设计U tube heat exchanger design学院机电工程学院专业化工设备与机械班级学生指导教师（职称）完成时间年月日至年月日广东石油化工学院专科毕业设计诚信承诺保证书本人郑重承诺：《U型管换热器设计》毕业设计的内容真实、可靠，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所完成。
毕业设计中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。
学生签名：年月日毕业设计任务书院（系）：专业班级：学生：学号：一、毕业论文课题 U形管换热器设计二、毕业论文工作自年月日起至年月日止三、毕业论文进行地点本校、实习地四、毕业论文的内容要求 1.毕业设计说明书 2.零号图纸1.5张基础数据：序号项目名称壳程管程单位1设计压力1817MPa2工作压力17.115.6MPa3设计温度400454℃4工作温度373415℃5操作介质混氢油反应产物—6焊接街头系数11—7腐蚀裕量33mm8水压试验压力24.6424.31MPa9入口温度134370℃10出口温度316210℃主要内容：1.结构设计参照相关手册、标准等确定换热器的结构。
包括总体结构尺寸的确定、折流板、接管、法兰、支座及拉杆的选择。
2.强度计算通过此部分计算，确定换热器的强度尺寸。
包括筒体、封头、管板的强度计算。
要求：1.毕业设计说明书2.零号图纸1.5张设计进度计划：第1~5周——查阅资料、现场调研、确定设计方案、工艺计算、确定工艺尺寸；第6~13周——结构设计、强度计算、绘图；第14~15周——撰写论文、打印论文、准备答辩。
主要参考资料：[1]毛希谰. 换热器设计[M]. 上海：上海科学技术出版社，1998[2]姚玉英. 化工原理[M].天津：天津大学出版社，1999[3]夏青德. 化工设备设计[M].北京：化学工业出版社，2000[4]GB150-1998，钢制压力容器[S].中国标准出版社出版.2000[5]GB151-1999，管壳式换热器[S].中国标准出版社.1998.指导教师接受论文任务开始执行日期 2014 年 3 月17 日学生签名摘要换热器是许多工业部门广泛应用的工艺设备。
固定管板式换热器机械设计【精品毕业设计(论文)】[管理资料]
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固定管板式换热器机械设计摘要固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。
这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。
固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。
本次设计的题目是乙二醇塔底进料换热器的设计，课题预期达到的目标为：换热器面积的计算），管程壳程压力降的计算（），工艺结构尺寸的计算：管程数（6管程），换热管的确定（内径：25mm 数量450根），壳体内径（800mm），壳程数（1壳程）的计算，折流板的选型（形式：弓形折流板，数量：13）等。
换热器的强度计算：对筒体、管箱厚度的计算和校核，对壳体及管箱各处开孔补强，对延长部分兼做法兰的计算及强度核算。
经水压试验、压力校核后显示结果全部合格。
换热器的结构设计：折流板、法兰（乙型平焊法兰）、换热管、支座（鞍式支座）、垫片（石棉橡胶板垫片）的规格及选型。
完善设计图纸及设计说明书。
关键词：换热器；工艺；结构；强度Mechanical design of fixed tube-sheet heat exchangerAbstractFixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchanger and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability , and low cost of the production, wide choice of used materials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate heat exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large,.This design topic is naphtha condenser design, the goal which the topic anticipated achieved:The craft design of heat exchanger:the heat transfer area computation;tube side pressure drop computation(≤);the craft structure size computation:number of tube passes(2 tube passes),the number of heat exchange tube(insidediameter:25mm,number:450),the inside diameter of shell, number of shell passes(1 shell passes),the lectotype of baffle board(form:segmental baffle,number:13)etcThe strength calculation of heat exchanger:the computation and check of cylinder thinckness and channel thinckness,the shell and the reinforcement for opening supplements the intensity,the extension part concurrently makes the flange the computation and the intensity calculation. Examinatation part carried on the hydraulic pressure test, the pressure examination and so on, in which all results has been all qualified The structural design of the heat exchanger:The specification and lectotype of baffle plate、flange(type A manhole weded flange)、heat exchange tube、suppot(saddle support)、gasket(paronite gasket)Consummates the design paper and the design instruction booklet Key words: heat exchanger; crafts; structure; strength目录1 引言 (1)换热器的用途 (1) (1)换热器的发展趋势 (2)2 固定管板式换热器的结构设计 (4)设计参数的确定 (4)设计压力 (4)计算压力 (5)设计温度 (5)厚度及厚度附加量 (5)焊接接头系数 (6)许用应力 (6)材料的选取 (7)力学性能 (8)化学成分 (8)管程结构 (9)换热管 (9)管板 (9)管箱 (10)管束分程 (10)换热管与管板连接 (11)壳程结构 (13)壳体 (13)折流杆 (13)折流板 (14)防短路结构 (15) (16)开孔和开孔补强设计 (16)补强结构 (16)开孔补强设计准则 (17)允许不另行补强的最大开孔直径 (18)密封装置设计 (19)焊接接头结构 (19)焊接接头形式 (20)坡口形式 (21)压力容器焊接接头分类 (21)3 换热器结构计算 (23)壳程圆筒计算 (23)厚度计算 (23)液压试验校核 (24)压力及应力计算 (24)前端管箱筒体计算 (25)厚度计算 (25)液压试验校核 (26)压力及应力计算 (27)后端管箱筒体计算 (27)厚度计算 (27)液压试验校核 (28)压力及应力计算 (29)封头计算 (30)前端封头计算 (30) (30) (31)垫片 (31)螺栓 (31) (33)管箱开孔补强计算 (33) (36)内构件的选取 (38) (38)管束分程 (39) (39)管板的计算与校核 (39)壳层圆筒 (39)管箱圆筒 (40)换热管 (40)管板 (41)管箱法兰 (42)壳体法兰 (42)系数计算 (43)管板参数计算 (43)系数计算 (43) (44)P (44)sP (46)t4 结论 (50)参考文献 (51)谢辞 (52)1引言换热器的用途换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器毕业设计论文
换热器毕业设计论文热交换器是工业中常用的换热设备，其主要功能是将流体间的热量传递给冷却介质或加热介质，以达到冷却或加热的目的。
热交换器具有体积小、传热效率高、操作安全稳定等优点，因此广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
本论文以热交换器设计为主题，对热交换器的基本结构、传热原理及设计方法进行探讨，并通过实例分析热交换器在工业中的应用。
首先，本论文将介绍热交换器的基本结构。
热交换器通常由两个流体管道组成，分别为工艺流体管道和冷却/加热介质管道。
工艺流体通过热交换器时，与冷却/加热介质实现热量传递。
热交换器的结构包括壳体、管束、进出口管道等部分。
其中，壳体用于容纳工艺流体和介质，保证流体不泄露；管束则是工艺流体和介质进行传热的关键部分。
接下来，本论文将讨论热交换器的传热原理。
热交换器的传热原理主要包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热量通过固体介质的传递，对流是指热量通过流体的流动传递，而辐射则是指热量通过电磁波辐射的方式传递。
在热交换器中，这三种传热方式同时存在，但其相对重要程度取决于热交换器的工况和设计要求。
最后，本论文将介绍热交换器的设计方法。
热交换器的设计涉及到传热面积、传热系数、流体流速等参数的确定。
设计时需要考虑工艺流体和冷却/加热介质的物性参数、流量要求等因素。
同时，还需要注意传热管道的材料选择、流体流动形式、管束的结构等因素对传热效率的影响。
根据热交换器的设计要求和工况条件，可以采用传热系数法、温度差法等不同的设计方法。
本论文以化工企业的换热器设计为例，详细分析了该换热器的结构、传热原理和设计方法，并对其进行了性能评估。
通过分析，得出了换热器的传热效率较高，结构合理可靠的结论。
同时，还提出了进一步提高换热器传热效率和节约能源的建议和措施。
总之，热交换器是工业生产中重要的换热设备，其设计与性能直接影响到工业生产的效率和能源利用率。
本论文对热交换器的结构、传热原理和设计方法进行了深入的研究，通过实例分析进一步验证了热交换器在工业中的应用效果。
热管式换热器毕业设计开题报告
热管式换热器毕业设计开题报告《热管式换热器毕业设计开题报告》一、选题背景随着工业技术的不断发展和进步，热管式换热器作为一种高效换热装置逐渐受到广泛关注和应用。
热管式换热器以其高效的传热性能、紧凑的结构设计和广泛适用的换热介质等特点，在航天、船舶、军工等领域得到广泛应用。
然而，热管式换热器在实际应用中还存在着一些问题，如传热性能的提升、运行稳定性的改善等方面仍有待解决。
因此，通过对热管式换热器进行深入研究，对其性能进行优化和改进，具有重要的现实意义和理论价值。
二、选题目的和意义本课题旨在通过对热管式换热器进行理论研究和实验探究，揭示其传热机理，深入了解其性能特点，进一步优化其传热性能和流动性能。
通过研究热管式换热器的工作原理和性能特点，可以为热管式换热器的设计、制造和应用提供重要的理论和实验基础。
此外，研究热管式换热器的传热特性和流动特性，对于提高工业过程中的热能利用效率、降低能源消耗，具有重要的经济和环境效益。
研究成果还可为热管式换热器的新型结构设计和优化提供理论指导，为工程应用提供技术支持。
三、选题内容和研究方法本课题主要研究热管式换热器的传热机理、性能特点和流动性能。
具体内容包括：1.研究热管式换热器的工作原理和传热机理，探究其传热性能及影响因素；2.搭建热管式换热器的实验平台，进行温度场和流动场的测试；3.通过实验，对比不同参数下的热管式换热器的传热效果，得出结论；4.基于实验数据，建立数值模型，对热管式换热器进行模拟计算，验证实验结果；5.提出优化方案并进行实验验证，改善热管式换热器的传热性能和流动性能。
研究方法主要包括文献调研、理论分析、实验研究和数值计算等。
通过文献调研，了解热管式换热器的研究现状和发展趋势；通过理论分析，推导热管式换热器的传热机理和性能特点；通过实验研究，搭建实验平台，进行传热性能和流动性能的测试；通过数值计算，建立数学模型，模拟热管式换热器的工作过程，验证实验结果。
毕业设计换热器设计任务书
4.按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书。
时
间
进
度
第1～2周：阅读相关资料，外文文献翻译，；
第3～6周：撰写开题报告，开题报告修改及开题答辩；毕业实习，撰写实习报告；
第7～8周：形成设计思路方案，设计工况确定，设计方案选择与比较，中期答辩；
第9～10周：设计方案的完善及确定，总体结构设计布置及校核；
[19]刘殿宇.双管程液体分布器的设计. [J].化工设备与管道，2011.
[20]尹斌，丁国良.R134a冷水机组干式蒸发器两种模型比较[J].建筑热能通风空调，2006.
院长签字：指导教师签字：
[7]王志远.制冷原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2009：190-210.
[8]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，1998：459-509.
[9]彦启森.制冷技术及其应用[M] .北京：中国建筑工业出版社，2006.
[10]陈沛霖.空调与制冷技术[M] .上海：同济大学出版社，1999.
[15]刘斌.干式蒸发器的应用和优化设计[J].亚洲特灵研发中心，2005.
[16]宋宝.防止干式蒸发器换热管泄漏的优化设计[J].低温与特气.2011.
[17]司少娟，陈亚标.双回路紧凑型干式蒸发器的设计[J].低温与超导，2011.
[18]潘丽君.满液式蒸发器与干式蒸发器的区别[J].制冷技术，2011.
第11～12周：撰写设计说明书，绘制换热器二维、三维图纸；
第13周：修改设计图纸、设计说明书；
第14周：上交设计图纸及设计说明书，指导老师评阅，准备毕业答辩；
第15周：毕业答辩，毕业设计修改。
原
管壳式换热器毕业设计简介
管壳式换热器（过热蒸汽0.65MPa,295℃;水0.8MPa,50℃）摘要本设计说明书是关于固定管板是换热器的设计，设计依照GB151-1999《钢制管壳式换热器》进行，设计中对换热器进行化工计算、结构设计、强度计算。
设计第一步是对换热器进行化工计算，主要根据给定的设计条件估算换热面积，初定换热器尺寸，然后核算传热系数，计算实际换热面积，最后进行阻力损失计算。
设计第二步是对换热器进行结构设计，主要是根据第一步计算的结果对换热器的各零部件进行设计，包括管箱、定距管、折流板等。
设计第三步是对换热器进行强度计算，并用软件SW6进行校核。
最后，设计结果通过图表现出来。
关键词：换热器，固定管板，化工计算，结构设计，强度计算。
AbtractThe design statement is about the fixed tube sheet heat exchanger .In the design of the heat exchanger ,the chemical calculation,the structure design and the strength calculation must according to GB151-1999“Steel System Type Heat exchanger ”.The first step of the design is the chemical calculation .Mainly according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area and select heat exchanger size.Then check the heat transfer coefficient, calculate the actual heat transfer area,and finally calculate the resistance loss.The second step of the design of heat exchanger is the structural design of the heat exchanger. The design of heat exchanger parts mainly according to the first step of calculation.such as tube boxes , the distance control tube, baffled plates .The third step of the design of heat exchanger is the strength calculation and using SW6 software to check. Finally, the design results are shown in figures.Key words: heat changer, fixed tude plate, chemical calculation,structure design, strength calculation.一、前言管壳式换热器是目前应用最广的换热设备，它具有结构坚固、可靠性高、适用性强、选材广泛等优点。
换热器课程设计2011
④ 饱和蒸汽宜走管间-便于及时排除冷凝液及不凝性气体
⑤ 有毒流体宜走管内，使泄露机会较少 ⑥ 被冷却的流体宜走管间-可利用外壳向外的散热作用
⑦ 流量小或粘度大的液体，宜走管间-提高对流传热系数
⑧ 若两流体的温差较大，对流传热系数较大者宜走管间-减少热 应力
上述各点若不能同时兼顾，应视具体情况抓主要矛盾。
2.管长
以清洗方便及合理使用管材为原则
合理的换热器管长：1.5m、2m、3m、6m等 管子长度与公称直径之比，一般为l/d＝4～6 ，对直 径小的换热器可取大些。
3.管子排列方法
正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形等
管板强度高；流体走短路 机会少，且扰动较大，因 而对流传热系数较高；相 同壳程内排更多管子。
膨胀节结构
• 管壳式换热器型号与系列标准
• 1）基本参数和型号 • （1）基本参数
• 公称换热面积SN • 公称直径DN • 公称压强PN • 换热器管长度L • 换热管规格和排列 • 管程数NP （2）型号表示方法 例G800II-1.0-110
1 2 3 4 5
二、化工原理课程设计任务
• 五、设计要求：
1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要工艺尺寸 的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求在坐标纸上按比例画出 主要结构及尺寸和布管图） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
二、化工原理课程设计任务
五、管程和壳程数的确定
1.管程数
当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时， 有时会使管内流速较低，对流系数较小。 为提高管内流速，可采用多管程。 但管程数过多，管程流动阻力加大，增加动力费用；多程 会使平均温度差下降；多程隔板使管板上可利用面积减少 标准中管程数有：1、2、4和6程，多程时应使每程管子数 大致相等。 管程数m计算：
毕业论文换热器设计
毕业论文换热器设计摘要：换热器是工业生产和制造中非常重要的设备，主要用于热力学过程中的传热和能量转换。
本文将介绍换热器的基本原理和设计方法，并根据实际需求详细讨论了一种换热器的设计方案，最终得到了优化的设计方案。
关键词：换热器、传热、能量转换、设计方案、优化第一章、引言换热器是工业生产和制造中非常重要的设备，主要用于热力学过程中的传热和能量转换。
在化工、制药、电力、能源等行业中广泛应用，将热能转换为其他形式的能量，具有重要的意义。
设计一种合适的换热器，在生产中发挥重要的作用，不但能节约能源成本，还能提高产品的质量和产量，因此引起了广泛的关注和研究。
本文将介绍换热器的基本原理和设计方法，并根据实际需求详细讨论了一种换热器的设计方案，最终得到了优化的设计方案。
第二章、换热器的基本原理换热器的基本原理是利用流体之间的热交换来完成热力学过程中的传热和能量转换。
一般来说，流体流经换热器时会发生温度变化，流量变化等现象，而这种变化将导致热量的转移和传递。
其中，传热面积、传热系数、热传递差等因素对传热效果有很大的影响，所以在设计换热器时要充分考虑这些因素。
第三章、设计方法设计换热器的方法包括数学模型建立、参数计算和设计方案确定等步骤。
首先，要建立数学模型，根据流体之间的热交换原理，可以建立传热方程和能量守恒方程等式，通过这些方程式计算出流体的温度分布和热量传递情况。
其次，要根据设计要求和实际情况进行参数计算，包括确定流体的热传递系数、确定传热面积、确定流量等等。
这些参数将决定换热器的传热效果和使用情况。
最后，根据数学模型和参数计算，确定最终的设计方案，包括所需材料、尺寸、结构等方面的设计，以实现最佳的换热效果和使用效益。
第四章、实例分析假设一个换热器需要在流量为20L/min，入口温度为50°C 的条件下，将水加热到70°C的温度，热源为180°C的高温水。
按照第三章中的设计方法进行计算，并得出了如下的设计方案：传热面积：3.5m2热传递系数：5000W/(m2·℃)传热温差：15℃总温差：20℃根据上述设计方案，所需的材料为不锈钢，尺寸为长3m，宽1.5m，高2m，结构为管壳式。
换热器毕业设计论文（共五篇）
换热器毕业设计论文（共五篇）第一篇：换热器毕业设计论文河南机电高等专科学校毕业设计说明书第1章浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。
浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力，另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便，易清洗，在化工工业中应用非常广泛。
本文对浮头式换热器进行了整体的设计，按照设计要求，在结构的选取上，即壳侧两程，管侧四程。
首先，通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计，设计的前半部分是工艺计算部分，主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管程压降的计算；设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。
主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如壳体、折流板、管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、法兰、补强圈）的设计。
换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。
换热器因而面临着新的挑战。
换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。
目前在发达的工业国家热回收率已达96%。
换热设备在现代装置中约占设备总重30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%。
其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。
其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。
在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。
浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。
换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。
换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。
换热器设计毕业设计
换热器设计毕业设计一、引言换热器是工业生产中重要的设备之一，主要用于将热流体的热量传递给冷流体。
换热器的设计需要考虑到传热效率、流动阻力、设备成本、材料选择等多个方面。
本文将介绍一种新型换热器的设计，该设计旨在提高传热效率，降低流动阻力，并优化设备成本。
二、换热器设计本文所设计的换热器采用板式结构，主要由板片、密封垫和夹紧螺栓组成。
板片之间通过密封垫密封，形成流体通道。
板片材质选择不锈钢，以提高设备的耐腐蚀性能和使用寿命。
夹紧螺栓用于固定板片，保持设备的密封性。
在板式换热器中，流体分为冷流体和热流体。
冷流体通过板片的冷流道，热流体通过板片的热流道。
由于板片之间的密封垫较薄，因此可以形成较小的通道，减小流动阻力。
同时，板片的波纹结构可以增加传热面积，提高传热效率。
三、设计优化为了进一步提高换热器的性能，本文提出以下优化措施：1、增加板片数量：增加板片数量可以增加传热面积，提高传热效率。
但同时也会增加设备的成本和重量。
因此，需要综合考虑传热效率、设备成本和重量等因素来确定板片数量。
2、优化流道结构：流道结构的优化可以减小流动阻力，提高传热效率。
可以通过改变流道形状、减小流道截面等方式来优化流道结构。
3、采用强化传热材料：采用强化传热材料可以增加传热效率，但需要考虑到材料的耐腐蚀性能和使用寿命等因素。
4、增加设备密封性：增加设备密封性可以防止流体泄漏，提高设备的使用安全性。
可以通过选用高质量的密封垫和夹紧螺栓等措施来增加设备密封性。
四、结论本文所设计的换热器采用板式结构，具有较高的传热效率和较低的流动阻力。
通过增加板片数量、优化流道结构、采用强化传热材料和增加设备密封性等措施，可以进一步提高换热器的性能。
该设计具有一定的实用价值和推广意义。
管壳式换热器结构设计在化工、石油和能源等领域中，管壳式换热器是一种广泛应用的高效换热设备。
本文将详细探讨管壳式换热器的结构设计，包括材料选择、传热原理和应用特点等方面的内容，旨在提高设备的传热效率和可靠性。
换热器课程设计毕业
换热器课程设计毕业一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握换热器的基本原理、类型、性能及计算方法，能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解换热器的基本概念、分类和性能参数。
（2）掌握换热器的传热过程及其计算方法。
（3）熟悉换热器的结构组成和工艺流程。
（4）了解换热器在工程中的应用和维护。
2.技能目标：（1）能够正确选择和使用换热器。
（2）能够运用换热器计算方法分析和解决工程问题。
（3）具备换热器安装、调试和维护的基本技能。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对换热器技术的兴趣和热情，提高学习积极性。
（2）培养学生团队协作、创新精神和工程实践能力。
（3）培养学生遵守纪律、严谨治学的学术态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括换热器的基本概念、分类、性能及计算方法，换热器的结构组成和工艺流程，换热器在工程中的应用和维护等方面。
具体安排如下：1.换热器的基本概念、分类和性能参数。
2.换热器的传热过程及其计算方法。
3.换热器的结构组成和工艺流程。
4.换热器在工程中的应用和维护。
5.换热器安装、调试和维护的基本技能。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体应用如下：1.讲授法：用于传授换热器的基本概念、原理和计算方法。
2.讨论法：用于探讨换热器应用中的实际问题，培养学生的思维能力和团队协作精神。
3.案例分析法：通过分析典型换热器工程案例，使学生掌握换热器在工程中的应用。
4.实验法：进行换热器性能实验，培养学生动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的换热器教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高教学效果。
4.实验设备：配置完善的换热器实验设备，为学生提供实践操作的机会。
换热器毕业设计(免费版)
前言这次设计中的主要内容为浮头式换热器的结构与强度设计，主要包括：管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选型、浮头盖及浮头法兰的计算、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等。
在设计过程中，尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际需要，适合市场激烈的竞争。
第1章概述第1·1节设备的简介换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。
在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%～20%；在炼油厂中，约占总投资的35%～40%。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
其中管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到了广泛的应用。
第1·2节设备的基本结构浮头式换热器有BES和AES两种型式，主要有壳体、浮动管箱、管束等部件组成，管箱由封头、管箱法兰、接管、接管法兰等组成，管束由换热管、折流板、拉杆、定距管、管板等组成。
浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。
第1·3节设备的分类和设计管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。
近年来。
尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促成了其自身的发展。
在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占有主导地位。
浮头式换热器有以下优缺点：优点：（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；（2）介质间温差不受限制；（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀场合。
缺点：（1）小浮头易发生内漏；（2）金属材料耗量大，成本高20%；（3）结构复杂。
第2章结构设计第2·1节材料的选择2.1.1 换热管规格及材质的选定选用φ25mm×2.0mm无缝钢管，在管程中为有机溶剂，材质为不锈钢（根据GB151—1999 表10）。
氢气冷却器设计(U型管换热器)辽宁工业大学毕业设计(课程设计)师兄宋超 提供最全面说明书
摘要换热器是目前许多工业部门广泛应用的通用工艺设备，广泛应用于化工，石油化工和石油行业。
本次设计的换热器采用U型管式换热器，管程介质为氢气，工作压力0.7MPa，进口温度为150℃，出口温度为42℃；壳程介质为水，工作压力为1.0MPa，进口温度为32℃，出口温度为42℃；主体材质：管束为不锈钢、筒体为0Cr18Ni12Mo2Ti；主要内容包括三部分：第一部分对换热器的选型进行了论述，第二部分则阐述了换热器的设计计算，第三部分对加工制造及要求和总体经济分析作了简单说明。
设计的主要有工艺设计、强度设计计算、零件结构形式的选择及换热器的检验和验收等。
其中工艺设计包括：估算传热面积、确定工艺结构尺寸、核算压降和传热系数等；强度设计计算包括：壁厚、壳体上开孔补强、管箱开孔补强面积、管板、壳体法兰的计算；零件结构形式的选择包括：折流版、拉杆、定距管、隔程挡板、接管、防冲板与导流筒、排气排液管和鞍座等。
关键词：换热器；工艺设计计算；强度设计计算；管程；壳程；AbstractThe heat exchanger is widely used in many industrial sectors common process equipment, widely used in chemical, petrochemical and oil industry. industry.U tube heat exchanger is designed in the topic. The hydrogen is flowed in the U tube. the pressure is 0.7MPa, the intake temperature is 150 ℃, the outlet temperature is 42 ℃; the shell regulation walks water, the pressure is 1.0MPa, the intake temperature is 32 ℃, the outlet temperature is 42 ℃. main material: tubes are used by stainless steel ,the body of cylinder are used by 0Cr18Ni12Mo2Ti . Main contents include three parts: The first part has carried on the elaboration to the heat interchanger shaping, the second part is in detail narrated and has analyzed the interchanger design calculation, the third part give the simple explanation to the request of manufacture and the economic analysis.The main design including process design, calculations of strength design , selection and structure in the form of heat exchanger parts inspection and acceptance . Which process design including: estimating the heat transfer area , determine the process structure, size, pressure drop and heat transfer coefficient calculation; strength design calculations include:wall thickness, opening reinforcement on the housing tube box opening reinforcement area , the management board , the housing law Portland calculations ; parts structure options include : baffle version , rod , fixed pitch pipe , baffle every way , receivership, anti-red plate with draft tube , exhaust pipes and drain saddle and so on.Key words：heat exchanger；the design calculation of technolog；strength design calculation；shell side；tube side.目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 换热器的分类 (2)1.3 换热器的特点及其选择 (3)1.4 国内发展前景及技术进步 (5)第2章设计方案的选择 (7)2.1 工艺简介 (7)2.2 操作条件 (7)2.3 选择换热器的类型 (7)2.4 经济分析与评价 (8)2.5 物性的确定 (8)2.6 流程的安排 (9)第3章工艺设计计算 (10)3.1 估算传热面积 (10)3.1.1 计算热负荷 (10)3.1.2 计算冷却水的流量 (10)3.1.3 计算两流体的平均温度差 (11)3.1.4 初选传热面积 (12)3.2 工艺结构尺寸 (12)3.2.1 换热管及管内流速选择 (12)3.2.2 管程数与换热管数 (13)3.2.3 平均传热温差校正及壳程数 (14)3.2.4 换热管排列方式与管间距的确定 (14)3.2.5 换热器壳体内径的确定 (16)3.2.6 折流板 (16)3.2.7 接管 (17)3.3 换热器的核算 (18)3.3.1 壳程对流传热系数 (18)3.3.2 管程对流传热系数 (19)3.3.3 污垢热阻的选择 (20)3.3.4 传热系数的计算 (21)3.3.5 传热面积 (21)3.4 流动阻力及换热器内压降核算 (22)3.4.1 管程流动阻力 (22)3.4.2 壳程流动阻力 (23)3.4.3 总阻力 (24)第4章强度设计计算 (26)4.1 换热器的选材 (26)4.2 筒体的设计与校核 (28)4.2.1 操作条件 (28)4.2.2 筒体厚度的计算 (28)4.2.3 筒体最小壁厚校核 (30)4.2.4 筒体厚度的强度 (30)4.3 封头的设计与校核 (32)4.3.1 封头的形式及选择 (32)4.3.2 封头的壁厚 (33)4.3.3 封头水压试验及强度校核 (34)4.4 管箱结构设计 (36)4.4.1 管箱结构设计 (36)4.4.2 管箱壁厚设计 (37)4.4.3 隔板 (40)4.5 管板的设计及计算 (40)4.5.1 管板连接设计 (40)4.5.2 管板设计计算 (42)4.6 接管的设计 (46)4.6.1 接管的一般要求 (46)4.6.2 壳程流体进出口接管计算 (46)4.6.3 管程流体进出口接管计算 (47)4.6.4 接管高度确定 (47)4.6.5 接管位置尺寸 (47)4.7 开孔补强 (48)4.7.1 补强结构 (48)4.7.2 补强计算 (49)4.8 密封装置设计 (57)4.8.1 法兰的选取与校核 (57)4.8.2 垫片的设计与选取 (62)4.8.3 螺栓与螺母的选取 (64)4.9 鞍座的设计与校核 (67)4.9.1 标准鞍式支座选用要求及说明 (67)4.9.2 支反力计算及水压校核 (68)4.9.3 鞍座的型号及尺寸 (68)4.9.4 鞍座的位置 (70)第5章零部件结构尺寸设计 (71)5.1 折流板的设计 (71)5.1.1 折流板的类型 (71)5.1.2 折流板的结构尺寸 (71)5.2 拉杆与定距管 (72)5.3 防冲挡板 (73)5.4 换热管在壳体内的排布 (73)5.5 排气与排液管 (74)第6章加工制造要求 (75)6.1 钢材 (75)6.2 焊接结构 (75)6.2.1 焊接要求 (75)6.2.2 主要焊接区结构 (75)6.2.3 焊接方法的选择 (76)6.2.4 主要焊接缺陷分析 (76)6.2.5 无损探伤 (77)6.3 技术要求 (77)6.4 加工制造要求 (77)6.4.1 滚圆原理 (77)6.4.2 滚圆工艺 (78)6.4.3 边缘加工 (78)6.4.4 设备组队装配 (79)6.4.5 组队基本工序及工具 (80)第7章经济分析 (81)7.1 单元设备价格估算 (81)7.2 总投资估算 (81)参考文献 (83)致谢 (84)附录 (85)第1章绪论1.1概述化工生产中，绝大多数的工艺过程都有加热、冷却、汽化和冷凝的过程，这些过程总称为传热过程。
换热器毕业设计可选题目
1、用于煤油冷却的管壳式换热器设计
（1）生产能力:11.4万吨每年煤油
（2）设备型式：管壳式换热器
（3）操作压力：煤油:0.25MPa,水0.2MPa
（4）煤油进出口温度：进口140℃，出口40℃
（5）换热器热损失为冷流体热负荷的2﹪
（6）煤油定性温度下的物性数据
ρ1=744 kg/3m; c p1=2.33kJ/(kg.℃)
μ1=0.000604kg/.(m•s) ; λ1=0.1028w/(m.℃)
（7）冷却水进口10度,出口40度
2、煤气冷却的管壳式换热器设计
煤气进口温度400度
煤气出口温度200度
冷却水进口温度15度
出口温度38度
煤气流量100m3/min
煤气工作表压力0.2MPa
冷却水工作表压力0.25MPa
（其他物性参数定题目后，给出计算和查询办法）
3、一种冷却某化工流体的管壳式换热器设计
热相，粘性流体
一种热流体温度100度，它的物性近似于水：流量25t/h；若用15度的水冷却，将其冷却到45度，并且冷却水的出口温度达到38度，请计算冷却水用量并设计换热器。
●密度：1057.1 kg/m3
●比热： 3.841 kJ/kg K（40℃）， 3.882 kJ/kg K（90℃）
●导热系数：0.655 W/m K（40℃），0.698 W/m K（90℃）
●动力黏度：16-20 mPa s（40℃），15-20 mPa s（90℃）
●pH=7.5-8.0
●氯离子浓度：80-100mg/L
以干物质为基础（TS=10%，9mg/L）
●氨浓度：2500-3000mg/L
以干物质为基础（TS=10%，氨氮浓度：0.33-0.44mg/L）。
管壳式换热器设计毕业设计
管壳式换热器设计毕业设计目录1 引言 (1)1.1 管壳式换热器的研究 (1)1.2 管壳式换热器的研究趋势 (1)1.3 螺旋板式换热器的研究 (2)1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展 (2)1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展 (2)1.4 本课题的目的和意义 (2)2管壳式换热器的工艺计算 (3)2.2 确定管程软水的物性参数 (3)2.2.1 定性温度 (3)2.2.2 热容 (4)2.2.3 黏度 (4)2.2.4 导热系数 (4)2.2.5 密度 (4)2.3 确定壳程气氨的物性参数 (4)2.3.1 定性温度 (4)2.3.2 热容 (4)2.3.3 黏度 (4)2.3.4 导热系数 (4)2.3.5 密度 (4)2.4 估算传热面积 (4)2.4.1 热负荷Q按大的传热量 (4)： (5)2.4.2 平均有效温差tm2.4.3 传热面积 (5)2.5 工艺结构尺寸 (5)2.5.1 决定通入空间，确定管径 (5)2.5.3 确定管程(数)、传热管数n、管长L及壳体内径 (5)2.5.4 拉杆 (5)2.5.5 折流板 (5)2.5.6 画布管图 (6)2.5.7 接管 (6)2.6 换热器核算 (7)2.6.1 传热能力的核算 (7)2.6.2 换热器内流体阻力计算 (9)3 管壳式换热器的结构设计及强度计算 (12)3.1 换热器筒体及封头的设计 (12)3.1.1 筒体设计 (12)3.1.2 封头与管箱设计 (12)3.2 换热器水压试验及其壳体应力校核 (13)3.2.1 压力试验的目的 (13)3.2.2 试验压力及应力校核 (13)3.3 开孔补强 (13)φ管程接管的补强计算 (13)3.3.1 对mm9219⨯φ壳程接管的补强计算 (15)3.3.2对mm480⨯103.4 法兰的选用 (17)3.4.1 筒体法兰的选用 (17)3.4.2 管法兰的选用 (17)3.5 折流板设计 (17)3.6 管板设计 (17)3.6.1换热气的设计条件 (17)3.6.2结构尺寸参数 (17)3.6.3各元件材料及其设计数据 (19)3.6.4设计计算 (19)3.7 支座形式的确定 (30)3.7.1 已知条件 (30)3.7.2 校核 (31)3.7.3 计算支座承受的实际载荷Q (31)M (31)3.7.4 计算支座处圆筒所受的支座弯矩L4 螺旋板式换热器的设计 (31)4.1 传热工艺计算 (31)4.1.1 传热量计算 (32)4.1 .2 冷却水的出口温度 (32)4.1.3 螺旋通道截面积与当量直径de的计算 (32)4.1.4 雷诺数Re和普朗特数P (32)r4.1.5 给热系数α的计算 (33)4.1.6 总传热系数K (33)4.1.7 对数平均温差t∆ (34)m4.1.8 换热器传热面积F (34)4.1.9 螺旋通道长度L (34)4.1.10 螺旋圈数n与螺旋体外径D (34)4.2 流体压力降ΔP计算 (35)4.2.1 按直管压力降的计算公式 (35)4.2.2 按大连工学院等单位推荐的公式计算 (36)4.3 螺旋板的强度、挠度与校核 (36)4.3.1 强度计算 (36)4.3.2 螺旋板的挠度 (37)4.3.3 螺旋板式换热器的稳定性 (38)4.4 螺旋板式换热器的结构尺寸 (38)4.4.1 密封结构 (38)4.4.2 定距柱尺寸 (38)4.4.3 换热器外壳 (38)4.4.4 进出口接管直径 (39)4.4.5 中心隔板的尺寸 (39)4.4.6 水压试验时应力校核 (40)结束语 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1 引言换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。
毕业设计(论文)-U型管式换热器设计(全套图纸)
毕业设计(论文)-U型管式换热器设计(全套图纸)优质资料U型管式换热器设计摘要本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。
U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。
本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。
换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。
设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。
关键词：U型管换热器，结构，强度，设计计算目录中文摘要....................................错误！未定义书签。
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绪论 (1)1管壳式换热器的类型、结构与型号 (1)1.1 换热器的零部件名称 (1)1.2 换热器的主要组合部件 (2)2换热器材料选择 (3)2.1 选材原则 (4)3换热器结构设计 (5)3.1 壁厚的确定 (6)3.2 管箱圆筒短节设计 (6)3.3 壳体圆筒设计 (7)3.4 封头设计 (8)3.4.1 后封头计算 (9)3.4.2 管箱封头计算 (10)3.5 换热管设计 (11)3.5.1 换热管的规格和尺寸偏差 (14)3.5.2 U形管的尺寸 (14)3.5.3 管子的排列型式 (15)3.5.4 换热管中心距 (16)3.5.5 布管限定圆 (16)3.5.6 换热管的排列原则 (18)3.6 管板设计 (18)3.6.1 管板连接设计 (21)3.6.2 管板设计计算 (19)3.7 管箱结构设计 (25)3.7.1 管箱的最小内侧深度 (25)3.7.2 分程隔板 (26)4 换热器其他各部件结构 (26)4.1 进出口接管设计 (26)4.1.1 接管法兰设计 (27)4.1.2 接管外伸长度 (29)4.1.3 接管与筒体、管箱壳体的连接 (29)4.1.4 接管开孔补强的设计计算 (30)4.1.5 接管最小位置 (29)4.1.6 壳程接管位置的最小尺寸 (34)4.1.7 管箱接管位置的最小尺寸 (35)4.2 管板法兰设计 (35)4.2.1 垫片的设计 (33)4.2.2 螺栓设计 (34)4.2.3 法兰设计 (40)4.3 折流板 (38)4.3.1 折流板尺寸 (39)4.3.2折流板的布置 (39)4.3.3折流板的固定 (36)4.4 拉杆与定距管 (38)4.4.1 拉杆的结构型式 (39)4.4.2 拉杆的直径和数量 (39)4.4.3 拉杆的尺寸 (46)4.4.4 拉杆的布置 (47)4.4.5 定距管尺寸 (47)4.5 防冲与导流 (47)4.5.1 防冲板的形式 (47)4.5.2 防冲板的位置和尺寸 (47)4.5.3 导流筒 (48)4.6 双壳程结构 (48)4.7 防短路结构 (44)4.7.1 旁路挡板的结构尺寸 (49)4.7.2 挡管 (49)4.7.3 中间挡板 (49)4.8 鞍座 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录英文文摘及翻译 (49)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，而换热器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，化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门应用尤为广泛。
换热器毕业论文设计
换热器毕业论文设计换热器毕业论文设计换热器是工业生产中常见的一种设备，它可以实现不同介质之间的热量传递。
在工程领域中，换热器的设计和优化是一个重要的课题。
本文将探讨换热器毕业论文设计的相关内容，包括设计原理、设计参数、优化方法以及实际应用等方面。
设计原理换热器的设计原理基于热传导定律和热平衡原理。
热传导定律指出热量会沿着温度梯度的方向传递，而热平衡原理则要求热量在两个介质之间达到平衡。
换热器的设计目的是在满足热量传递需求的同时，尽可能减小能量损失和设备成本。
设计参数换热器的设计参数包括传热面积、传热系数、温度差、流体流速等。
传热面积是指换热器内部用于传热的表面积，通常通过增加传热面积可以提高传热效率。
传热系数是指单位面积上的传热量与温度差之比，它受到流体性质、流速、管道材料等因素的影响。
温度差是指两个介质之间的温度差异，温度差越大，传热效果越好。
流体流速则影响着流体在换热器内的流动状态，过高或过低的流速都会影响传热效果。
优化方法换热器的优化方法可以通过改变设计参数、优化换热器结构以及改进流体流动方式等方面进行。
对于传热面积，可以通过增加管道长度或增加管道数量来增加传热面积。
对于传热系数，可以通过改变流体流速、改变管道材料、增加流体的湍流程度等来提高传热系数。
对于温度差，可以通过改变流体流速、改变流体进出口温度等来增大温度差。
对于流体流速，可以通过优化管道布局、增加流体的流动方式等来改善流体流速。
实际应用换热器广泛应用于化工、电力、制冷空调、石油、食品等领域。
在化工领域中，换热器被用于各种反应过程中的热量传递；在电力领域中，换热器被用于发电过程中的热能回收；在制冷空调领域中，换热器被用于冷却和加热系统中的热量传递；在石油领域中，换热器被用于油品加热和冷却过程中的热量传递；在食品领域中，换热器被用于食品加工过程中的热量传递。
总结换热器的毕业论文设计是一个综合性的工程课题，需要考虑多个因素的综合影响。
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管壳式换热器设计毕业设计目录1 引言 (1)1.1 管壳式换热器的研究 (1)1.2 管壳式换热器的研究趋势 (1)1.3 螺旋板式换热器的研究 (2)1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展 (2)1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展 (2)1.4 本课题的目的和意义 (2)2管壳式换热器的工艺计算 (3)2.2 确定管程软水的物性参数 (3)2.2.1 定性温度 (3)2.2.2 热容 (4)2.2.3 黏度 (4)2.2.4 导热系数 (4)2.2.5 密度 (4)2.3 确定壳程气氨的物性参数 (4)2.3.1 定性温度 (4)2.3.2 热容 (4)2.3.3 黏度 (4)2.3.4 导热系数 (4)2.3.5 密度 (4)2.4 估算传热面积 (4)2.4.1 热负荷Q按大的传热量 (4)： (5)2.4.2 平均有效温差tm2.4.3 传热面积 (5)2.5 工艺结构尺寸 (5)2.5.1 决定通入空间，确定管径 (5)2.5.3 确定管程(数)、传热管数n、管长L及壳体内径 (5)2.5.4 拉杆 (5)2.5.5 折流板 (5)2.5.6 画布管图 (6)2.5.7 接管 (6)2.6 换热器核算 (7)2.6.1 传热能力的核算 (7)2.6.2 换热器内流体阻力计算 (9)3 管壳式换热器的结构设计及强度计算 (12)3.1 换热器筒体及封头的设计 (12)3.1.1 筒体设计 (12)3.1.2 封头与管箱设计 (12)3.2 换热器水压试验及其壳体应力校核 (13)3.2.1 压力试验的目的 (13)3.2.2 试验压力及应力校核 (13)3.3 开孔补强 (13)φ管程接管的补强计算 (13)3.3.1 对mm9219⨯φ壳程接管的补强计算 (15)3.3.2对mm480⨯103.4 法兰的选用 (17)3.4.1 筒体法兰的选用 (17)3.4.2 管法兰的选用 (17)3.5 折流板设计 (17)3.6 管板设计 (17)3.6.1换热气的设计条件 (17)3.6.2结构尺寸参数 (17)3.6.3各元件材料及其设计数据 (19)3.6.4设计计算 (19)3.7 支座形式的确定 (30)3.7.1 已知条件 (30)3.7.2 校核 (31)3.7.3 计算支座承受的实际载荷Q (31)M (31)3.7.4 计算支座处圆筒所受的支座弯矩L4 螺旋板式换热器的设计 (31)4.1 传热工艺计算 (31)4.1.1 传热量计算 (32)4.1 .2 冷却水的出口温度 (32)4.1.3 螺旋通道截面积与当量直径de的计算 (32)4.1.4 雷诺数Re和普朗特数P (32)r4.1.5 给热系数α的计算 (33)4.1.6 总传热系数K (33)4.1.7 对数平均温差t∆ (34)m4.1.8 换热器传热面积F (34)4.1.9 螺旋通道长度L (34)4.1.10 螺旋圈数n与螺旋体外径D (34)4.2 流体压力降ΔP计算 (35)4.2.1 按直管压力降的计算公式 (35)4.2.2 按大连工学院等单位推荐的公式计算 (36)4.3 螺旋板的强度、挠度与校核 (36)4.3.1 强度计算 (36)4.3.2 螺旋板的挠度 (37)4.3.3 螺旋板式换热器的稳定性 (38)4.4 螺旋板式换热器的结构尺寸 (38)4.4.1 密封结构 (38)4.4.2 定距柱尺寸 (38)4.4.3 换热器外壳 (38)4.4.4 进出口接管直径 (39)4.4.5 中心隔板的尺寸 (39)4.4.6 水压试验时应力校核 (40)结束语 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1 引言换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。
一般换热设备在化工、炼油装置中的建设费用比例达20%~50%因此无论从能源利用，还是从工业的投资来看，合理地选择和设计换热器，都具有重要意义。
换热器按照传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式等三大类，其中间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛地换热器。
其中适用于气-液介质的间壁式换热器主要有管壳式换热器和螺旋板式换热器。
1.1 管壳式换热器的研究目前, 我国的管壳式换热器仍以弓形折流板加光滑管为主, 效率低, 能耗高，难以满足生产要求。
因此, 积极进行管壳式换热器的强化研究是非常必要的。
强化传热技术的应用就是为了进一步提高换热设备的效率, 减少能量传递过程中的不可逆失, 更合理更有效地利用能源, 减少换热面积, 降低金属消耗。
强化传热已被学术界称为第二代传热技术，其强化途径主要有:提高传热系数,扩大传热面积,增大传热温差等。
其中提高传热系数是当今强化传热的重点。
在实际的操作过程中可以通过强化管程传热和强化壳程传热两个方面强化换热器的传热[]1。
（1）强化管壳式换热器管程的传热, 主要是通过增加流体湍流度、扩展传热面积和提高流体流等方法实现, 即在内表面加工凸肋或翅片结构、在管内加插入物以及提高流速[]2，强化传热机理及主要研究如下所述。
（2）传统的管壳式换热器, 流体在壳侧流动存在着转折和进出口两端涡流的影响区, 影响了壳程的传热系数。
为了强化壳程传热，目前的研究途径主要有两种，包括管型与管间支撑物的研究。
1.2 管壳式换热器的研究趋势作为一种高效紧凑式换热器，在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中，除了高温、高压和特殊介质条件外,随着强化传热理论的研究,加强管壳式换热器的改进,将高效传热管与壳程强化传热的支撑结构相结合是今后换热器发展的一个重要方向。
无论是管程强化传热技术还是壳程强化传热技术，其结构的复杂性都将直接影响该技术的推广和发展，为此，强化传热技术的研究会朝着结构简化、传热效率高的方向发展。
而如何提高传热效率的同时不使流体压降有明显升高，在增加有效传热面积的同时使换热器结构紧凑，以及如何在保证换热器具有较低生产如何成本的同时保证其有较高的使用寿命也将成为将来研究的重要内容。
基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。
另外，航天飞行器、半导体器件、核电站、风力发电机组、太阳能光伏发电及多晶硅生产等高新技术领域都需要大量的专业换热器。
展望板式换热器的未来，它会在更广泛的领域大有作为[]3。
1.3 螺旋板式换热器的研究螺旋板换热器是由两个长板卷在一起，形成一个螺旋构成的[]4，是一种高效换热设备，适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
是发展较早的一种板式换热器，不用管材，价格比较便宜，其传热系数大，结构紧凑，不易结垢，容易清洗。
该换热器主要由两张平行的薄钢板卷制成，构成一对互相隔开的螺旋形通道，冷热两流体以螺旋形板面为传热面相间流动[]5。
1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展我国从五十年代中期开始使用螺旋板式换热器,当时主要用于烧碱厂中的电解液加热和浓碱液冷却。
1966年我国开始研制螺旋板式换热器,设计。
制造部门研制了卷制螺旋板的专用卷床,使卷制的工效提高了几十倍,为推广应用螺旋板换热器创造了良好的条件。
但目前的问题是如何进一步提高承压能力的途径可采用增加螺旋板厚度，增加定距柱的数目或提高板材的强度。
但如采用增加板厚的方法，则势必要求提高卷板机的能力，这样消耗的功率相应增加，还会给制造工艺带来困扰，并使成本提高。
目前提高其承受能力的方法主要以改进结构和选用较好的材料。
1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展螺旋板换热器最初是由瑞典罗森勃来特161(Rosemblad)首先提出,1932年以此人命名的Rosemblad公司就成批组织生产并形成专利自问世以来,由于其结构紧凑,传热系数高;尤其是两种介质温差小的情况下,可以回收低位热量;自洁能力强;设备造价低,占地面积小等优点,得到了越来越广泛的应用[]6。
随后许多国家根据这个公司乏的专利相继仿造，其中有英国APV公司、美国AHRCO公司、西德ROCA公司等。
国外螺旋板式换热器的发展无论材料、工艺、结构、设计理论都已日臻成熟。
国外螺旋板式换热器共有四种型式：1型、2型、3型和3H型。
1型为最普通结构型式，两个通道内的流体均作螺旋流动。
国外螺旋板式换热器最常见的是应用于冷凝场合，所有型式的螺旋板式换热器均可应用于冷凝场合。
1.4 本课题的目的和意义实际生产中，在设计气-液介质换热器（特别是中、低压气-液换热器）时，为了保证气、液两侧的热负荷平衡，就要使气体的体积流量远大于液体的体积流量，即形成典型的大气量、小液量换热工况。
设计这类换热器要解决的关键问题是，合理选择换热器的形式与结构，既要使气、液介质均在经济流速下流动，同时又能获得较大的传热系数。
这正是本文的研究目的所在。
本设计课题要求我们在详细分析工艺条件的基础上，对适用于气-液介质的换热器进行比较选型，按照所选的形式进行结构设计、工艺计算、强度设计。
完成本课题后，不仅可使我们获得综合运用所学基础理论、专业知识、基本技能，提高分析与解决工程实际问题的能力和初步科学研究的能力，使得遵照国家标准和规范进行工程设计的能力有较大提高。
2管壳式换热器的工艺计算2.1 确定设计方案—— 固定管板式换热器管壳式换热器是一种传统的标准换热设备，具有制造方便、选材面广、适应性强、处理量大、清洗方便、运行可靠、耐高温高压等一系列优点，在许多工业部门中大量使用，尤其是在石油、化工、热能、动力等工业部门所使用的换热器中，管壳式换热器占主体地位。
选定的设计方案必须满足：工艺要求，达到指定的产量和质量；操作平稳、易于调节；经济合理；生产安全。
其中，固定管板式换热器由于其自身具有的结构简单、紧凑，能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换等优点。
由以上可知固定管板式换热器能够满足本课题的工艺要求，所以气液介质专用换热器的设计采用固定管板式换热器。
本课题要求设计的是气氨与软水两种流体介质的换热器。
根据两种流体的性质以及操作压力选择软水走管程，气氨走壳程。
既可以节省壳体的材料，又可以及时排除冷凝液、清洗方便。
2.2 确定管程软水的物性参数2.2.1 定性温度设计参数如下：软水入口温度：25℃ 软水流量：66/h m 3软水压力：0.4Mpa （表压）气氨入口温度：-10。
C 气氨出口温度：5℃ 气氨流量： 53000Kg∕h 气氨压力：0.38Mpa （绝压） 热流量Q ：kw 25.490KJ/h 1764900)105(22.253000)T (T c ωQ 0i ps s ==--⨯⨯=-=已知软水流量：65909kg/h 998.15kg/h 66/h 66m W 3i =⨯==由 h 1764900KJ/Q )t (254.18365909)t (t c W Q s i i o pi i i ==-⨯⨯=-=推出： 6.18183.465909176490025=⨯-=i t故可知软水的定性温度为：C 8.21)6.1825(21)(21︒=+⨯=+=o i m t t t 2.2.2 热容根据文献[7],表 1.10.1 ，可得21.43℃定性温度下的水的定压比热容为：C)J/(kg.182.4︒=K c p 。