管壳式换热器毕业设计简介
管壳式换热器的课程设计
避免选用不合适的材料导致设备损坏 或安全事故；注意材料的兼容性和与 其他材料的接触情况；考虑材料的可 加工性和安装维护的便利性。
04
管壳式换热器的优化设计
传热效率优化
01
传热效率
通过选择合适的材料、优化管程和壳程流体的流速和温度，以及采用强
化传热技术，如增加翅片、改进管子形状等，提高换热器的传热效率。
管件与结构
优化换热器内部的管件和 结构，减少流体流动过程 中的局部阻力，降低压力 损失。
结构强度优化
1 2
应力分析
对换热器进行详细的应力分析，确保其在正常操 作条件下具有足够的结构强度和稳定性。
材料选择
根据使用条件和要求，选择合适的材料和厚度， 以提高换热器的结构强度和耐腐蚀性。
3
支撑与固定
合理设计换热器的支撑和固定结构，以减小应力 集中和振动，提高其结构强度和使用寿命。
新材料与新技术的应用
新型材料
采用高导热性能的复合材料、纳米材料等，提高换热器的传热效率。
新型涂层
利用先进的涂层技术，如陶瓷涂层、金属氧化物涂层等，增强换热器的抗腐蚀和 耐磨性能。
节能减排与环保要求
高效节能
研发低能耗的换热器，优化换热器结构，降低运行过程中的能源消耗。
环保设计
采用无毒、无害的材料，减少换热器对环境的影响，同时对换热器产生的废弃物进行环保处理。
能源与动力工程领域的应用
发电厂
管壳式换热器可用于加热和冷却发电厂中的各种 流体，如锅炉给水、凝结水和冷却水等。
船舶工程
在船舶工程中，管壳式换热器可用于船舶发动机 的冷却和加热，以及生活用水的加热和冷却。
采暖系统
在供暖系统中，管壳式换热器可用于将热量从热 源传递到水中，为建筑物提供热水供暖。
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。
管壳式换热器的设计
管壳式换热器的设计管壳式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于石油化工、冶金、电力、制药、食品等行业。
它由壳体、管束、管板、管箱等组成，能够有效地将两种介质之间的热量传递。
下面将从换热原理、设计要求和结构设计等方面进行详细介绍。
一、换热原理管壳式换热器通过管壳两侧的介质进行热量传递。
其中，一个介质在管内流动，被称为"壳侧流体"，另一个介质在管外流动，被称为"管侧流体"。
壳侧流体通过壳体流动，而管侧流体则通过管束流动。
热量传递主要通过壳侧流体和管侧流体之间的传导和对流传热方式进行。
二、设计要求1.热量传递效果好：要求在换热器内两种介质之间实现高效的热量传递，以满足工艺要求。
2.压力损失小：为了保证介质流动的稳定性和降低能源消耗，设计时需要尽量减小换热器内的动能损失。
3.适应不同工艺条件：换热器的设计要能适应不同的流量、温度和压力等工艺条件的变动。
4.安全可靠：要求在设计中考虑到换热器的安全性和可靠性，尽量减少故障率。
三、结构设计1.壳体：壳体是换热器的外壳，一般采用钢质材料制造。
壳体的选择应考虑到介质的性质、压力和温度等参数，并采取相应的增强措施。
2.管束：管束是由多根管子组成的，一般采用金属材料或塑料制造。
管束的设计要考虑到介质对管材的腐蚀性、温度和压力等参数，同时也要考虑到换热面积的要求。
3.管板：管板位于管束两端，起到支撑和固定管束的作用，一般采用钢质材料制造。
管板的设计要考虑到壳侧和管侧流体的流动特性，并采用合适的孔洞布置，以保证流体的均匀流动。
4.管箱：管箱是安装在管板上的设施，主要用于集流壳侧流体并将其引导出换热器。
管箱的设计应考虑到壳侧流体的流动特性和流量等参数，以实现流体的顺畅流动。
在设计过程中，需要进行换热器的热力计算和结构力学计算，以确定壳体、管束和管板等部件的尺寸和选材。
同时，还需要根据不同工艺和使用条件的要求，进行热交换面积的计算和确定。
管壳式换热器设计总结
管壳式换热器设计总结管壳式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、制药等行业。
其设计涉及到许多方面，包括换热原理、结构设计、材料选择等。
本文将从这些方面对管壳式换热器的设计进行总结和分析。
管壳式换热器的换热原理是通过管内流体与壳侧流体之间的热传导来实现热量的交换。
管内流体一般为待加热或待冷却的介质，而壳侧流体一般为冷却剂或加热介质。
通过这种方式，可以实现两种介质之间的热量转移，达到加热或冷却的目的。
管壳式换热器的结构设计是十分重要的。
它由管束、壳体、管板、管侧流体进出口以及壳侧流体进出口等部分组成。
管束是换热的核心部分，通过将多根管子固定在管板上，形成流体的通道。
而壳体则是管束的外部保护壳，起到支撑和密封的作用。
管侧流体通过管侧进出口进入管束内，与管内流体进行热量交换，然后再通过壳侧进出口流出。
这样的结构设计，既保证了换热效率，又方便了设备的安装和维护。
管壳式换热器的材料选择也是十分重要的一环。
由于在换热过程中，介质可能存在腐蚀、高温等问题，因此需要选择耐腐蚀、耐高温的材料。
常见的材料有不锈钢、钛合金等。
对于特殊的工况，还可以采用陶瓷、镍基合金等材料。
在管壳式换热器的设计过程中，还需要考虑一些其他因素。
首先是换热面积的确定，它与换热效果直接相关。
一般来说，换热面积越大，换热效果越好。
其次是流体的流速和流量，它们对换热器的换热效果和压力损失有着重要影响。
此外，还需要考虑到换热器的尺寸和重量，以及设备的安全性和可靠性等方面。
在实际应用中，还需要根据具体的工况和要求进行换热器的定制设计。
例如，在高温高压的条件下，需要采用密封性好、耐高温高压的结构和材料；在对流体的温度变化要求较高的情况下，需要采用多级换热器或增加管程等方式来提高换热效果。
管壳式换热器的设计需要考虑多个方面的因素，包括换热原理、结构设计、材料选择等。
合理的设计可以提高换热效率，降低能耗，满足工业生产的需求。
同时，还需要根据具体的工况和要求进行定制设计，以提高设备的安全性和可靠性。
管壳式换热器毕业设计
管壳式换热器毕业设计管壳式换热器毕业设计换热器是工业生产中常用的设备，用于传递热量。
而管壳式换热器是其中一种常见的类型。
在我的毕业设计中，我选择了管壳式换热器作为研究对象，旨在通过对其结构和性能的优化，提高换热效率，实现更节能环保的工业生产。
首先，我将对管壳式换热器的结构进行研究。
管壳式换热器由壳体、管束、管板等组成。
壳体是换热器的外壳，起到支撑和保护作用。
管束则是热交换的核心部件，由许多平行布置的管子组成。
管板则用于固定管束和壳体之间的密封。
通过对这些组成部分的研究，我将探索如何改进其结构，提高换热器的稳定性和耐用性。
其次，我将对管壳式换热器的换热性能进行分析。
换热性能是衡量换热器优劣的关键指标之一。
在我的设计中，我将通过数值模拟和实验验证的方法，研究不同工况下换热器的传热效率、压降和热损失等参数。
通过这些数据的分析，我将找出影响换热性能的关键因素，并提出相应的改进方案。
除了结构和性能的研究，我还将关注管壳式换热器的节能环保性。
在当今社会，环保已成为一个重要的议题。
因此，在我的设计中，我将探索如何通过改进换热器的设计和材料选择，减少能源消耗和环境污染。
例如，我将考虑使用高效换热材料和优化流体动力学设计，以提高换热器的能效和减少对外部环境的影响。
此外，我还将考虑管壳式换热器在不同应用领域中的适用性。
换热器广泛应用于化工、电力、石油等行业，而不同行业对换热器的要求也有所不同。
在我的设计中，我将研究不同行业对换热器的需求，并提出相应的设计方案。
例如，在化工行业中，换热器需要具有耐腐蚀性能；在电力行业中，换热器需要具有高温高压的稳定性。
通过针对不同行业的需求进行设计，我将使我的毕业设计更加实用和有针对性。
最后，我将通过实际制作和测试，验证我的设计方案的可行性和有效性。
通过对制造过程和测试数据的分析，我将进一步改进和优化我的设计，以实现更好的换热效果和节能环保效果。
总之，我的毕业设计将围绕管壳式换热器展开研究。
毕业设计毕业论文管壳式换热器
毕业设计毕业论文管壳式换热器管壳式换热器是一种常用的传热设备，广泛应用于化工、电力、石油、制药等行业中。
它的主要作用是通过壳程和管程之间的传热来实现不同介质之间的热量交换。
本文将介绍管壳式换热器的工作原理、优点和应用领域，并讨论其改进和发展的方向。
管壳式换热器的工作原理主要是通过流体在壳程和管程中的流动来实现热量的传递。
在管壳式换热器中，热量从热源通过内管道传递给壳程，再通过壳程传递给冷却介质，从而实现热量的交换。
管壳式换热器具有换热效率高、结构紧凑、操作灵活等优点，并且能够适应不同的工作条件。
除此之外，它还具有清洗方便、可靠性高等优点，受到广大工程技术人员的青睐。
管壳式换热器在许多领域中都有广泛的应用。
例如，在化工行业中，它被用来处理高温高压的化学介质，实现热量交换和回收；在电力行业中，它被用来冷却发电设备中的循环水；在制药行业中，它被用来进行药物生产过程中的热量交换。
除了上述行业，管壳式换热器还被广泛应用于制冷、空调、食品加工等行业中。
尽管管壳式换热器具有许多优点，但也存在一些问题需要解决。
例如，其传热效率有待进一步提高，特别是在处理高粘度介质时。
此外，由于设计和制造的复杂性，管壳式换热器的成本较高。
因此，改进和发展管壳式换热器的工艺和技术是当前的研究热点之一改进和发展管壳式换热器的方向有多个。
首先，可以采用新材料来提高传热效率。
例如，可以使用高导热性材料来制造管壳式换热器，从而提高其传热效率。
其次，可以改进管壳式换热器的结构设计，以减小流体的阻力和压降，从而提高其传热效率。
此外，还可以采用换热表面增强技术，例如使用换热增强剂来增加传热表面积，提高换热效率。
最后，可以结合智能化技术来改进管壳式换热器的操作控制系统，实现自动化运行和故障诊断，提高换热器的可靠性和安全性。
总之，管壳式换热器是一种重要的传热设备，具有广泛的应用前景。
它的工作原理简单，运行稳定可靠，并且能够适应多种工况。
然而，为了进一步提高传热效率和降低成本，需要不断改进和发展其工艺和技术。
管壳式换热器工程设计论文.
管壳式换热器工程设计论文2019-11-191管壳式换热器的工作原理在工业生产中广泛运用到管壳式换热器，管壳式换热器是由圆筒形的壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等组成的。
其中，壳体内部装有两端固定在管板上的管束。
冷热两种流体用来换热，在管内流动的是管程流体，在管外流动的是壳程流体。
在壳体内通常安装一些挡板，以使管外流体的传热分系数增大。
挡板可使壳程流体速度提高，从而使流体湍流程度增强，流体能够按规定路程多次横向通过管束。
在管板上，换热管的排列可以按照等边三角形或正方形。
排列为等边三角形显得紧凑，使得管外流体湍流程度增强，提高传热分系数；排列为正方形则清洗管外方便，对于易结垢的流体非常适用。
2管壳式换热器工艺设计管壳式换热器工艺设计应该符合特定的工艺条件，比如要具有安全可靠的结构，制造、安装、操作和维修方便，经济成本低，设计技术具有科学性等。
理想的管壳式换热器可以是两端管板分别与壳体固定和在壳体内自由浮动，壳体和管束的膨胀自由，从而在两种介质间存在较大的温差的情况下，不会在管束和壳体之间产生温差应力。
把浮头端设计成可拆结构，可以使管束插入或抽出壳体容易。
也可以把浮头端设计成不可拆的。
3管壳式换热器的工艺设计方法管壳式换热器的工艺设计主要是针对传热设计和压降设计这两个方面，管壳式换热器的工艺设计方法主要包括下面几个。
3.1Colburn-Donohue方法管壳式换热器的壳侧的传热和流动过程是非常复杂的，尤其是壳侧的传热和压降设计计算非常重要，一些设计原理就是通过壳侧传热和压降计算方法的确定而建立的。
1933年，以理想管排数据为基础的壳侧传热系数计算关联式由Colburn首先提出。
而带有折流板的管壳式换热器中存在漏流和旁流,采用Sieder-Tate关联式计算进行设计更为方便。
因为管壳式换热器中同时发生流体的传热与流动阻力，它们是相互制约的，所以，在设计计算中应将流体的传热与流动阻力作为一个整体考虑。
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。
毕业设计(论文)-列管式换热器设计说明书[管理资料]
![毕业设计(论文)-列管式换热器设计说明书[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/51fc6f7102d276a201292eba.png)
摘要：列管式换热器属于间壁式换热器，冷热流体通过换热管壁进行热量的交换。
参照任务书的任务量,需设计年冷却15000吨乙醇的列管式换热器，设计时先确定流体流程，壳程走乙醇，其进、出口温度都为80℃，相变放出潜热，井水走管程冷却乙醇，进口温度为32℃，出口温度为40℃。
再进行热量衡算、传热系数校核，初选冷凝器的型号，然后通过进行设备强度校核等一系列的计算和选型，最终确定的设计方案为固定管板式换热器，Ⅰ，换热器壳径为400mm，,管程为2，管子总根数为60，管长6000 mm,管束为正三角排列，两端封头选取标准椭圆封头。
关键词：列管式换热器，乙醇，水，温度，固定管板式。
Abstract:The tube type heat exchanger is a dividing wall type heat exchanger, fluids with different temperatures exchange heat by means of tube wall’s heat to the assignment, A tube type heat exchanger which has a process capacity of .⨯41510t/a is needed.The ethanol flow in the shell,the temperature in the entrance and exits is 80℃.The water which cool the ethanol flow in tubes, the inlet and outlet temperatures are 32℃and 40℃.Then by taking series calculating to confirm the module of the heat exchanger . After the design of intensity designing and a series calculating and choosing , the last result of our design is the fasten-board heat exchanger.The style of the heat exchange is9BEM400 2.530 225Ⅰ----, and thediameter of the receiver is 400mm ,The area of the heat exchange is m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 the length of tubes is 6000mm . Tubes are ranked of the shape of triangle ，the envelops are oval-shaped.目录1前言 (3)2设计条件 (3)3设计方案的确定 (3) (3) (4)4列管式换热器的设计计算 (10) (10)： (13)5列管式换热器的初步计算及选型 (15) (15) (18)6设备尺寸的确定及强度校核 (22) (22) (23) (24) (24) (25) (26) (32) (32) (33) (33) (37)7设计结果概要 (37)8课程设计心得 (38)9参考文献 (41)1前言艰辛知人生，实践长才干。
[工学]润滑油冷却器管壳式换热器毕业设计
![[工学]润滑油冷却器管壳式换热器毕业设计](https://img.taocdn.com/s3/m/df4d01f849649b6648d747f5.png)
分类号 TH117.2+1 单位代码密级公开学号学生毕业设计（论文）题目润滑油冷却器的设计作者院 (系)专业机械设计制造及其自动化指导教师答辩日期年月日毕业设计（论文）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业设计（论文）中凡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。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。
论文作者签名:年月日榆林学院本科毕业设计（论文）摘要润滑油冷却器是大型运转设备中一个重要组成部分。
它主要用于冷却吸收了磨擦热的润滑油，从而保证润滑油的使用寿命和机组安全可靠地运行。
文中的润滑油冷却器在结构上采用了1-6型，即壳侧一程，管侧六程，并按照设计要求对其进行了整体的设计。
首先，通过换热计算确定换热面积与管子根数，进而初步选定换热器的结构类型。
然后按照设计要求以及一系列国家标准进行结构设计，之后又给出了水压试验要求，在设计的同时还进行了相关的校核。
最后整理数据绘制了零件图和装配图。
设计完成的润滑油冷却器能够及时有效的对流经轴承等处的润滑油进行冷却，使整个设备始终处于良好的运行状态。
关键词：润滑油；冷却器；管壳式I榆林学院本科毕业设计（论文）Design of Lubricating Oil Heat ExchangerABSTRACTLubricating oil heat exchanger is an important part of the large Scale Rotating equipment. It is mainly used for cooling lubricating oil which absorbed the friction heat, so as to ensure the service life of lubricating oil and the unit operated safely and reliably.In this paper, using a 1-6 type, i.e. a process in shell side, and another six process in pipes side, the overall design for lubricating oil cooler is made in accordance with the design requirements. First of all, the transfer area and the number of pipes are calculated, and then the type of heat exchanger is selected. Then, the structure of lubricating oil heat exchanger was designed in accordance with the design requirements and a series of national standards, after that the hydraulic pressure test is carried out, and the strength check is made. Finally, the data is collected to draw the part drawing and assembly drawing, so as to the entire design is completed.The lubricating oil cooler designed in this paper can cool oil that flowed through a bearing timely and effectively, so that the whole equipment is always in good working condition.Key words：Lubricating oil; Heat exchanger; Fixed pipes and platII榆林学院本科毕业设计（论文）目录摘要 (I)ABSTRACT ..................................................................................................................... I I 1 绪论 . (1)1.1 设计内容 (1)1.2 换热器的国内外状况 (1)1.3 管壳式换热器的结构 (2)2 管壳式换热器选型及设计思路 (5)2.1 设计参数 (5)2.2 换热器选型原则 (5)2.3 换热器的设计思路 (6)3 热工设计 (9)3.1 计算总传热系数 (9)3.2 核算总传热系数K值 (12)3.3 核算压力降 (14)4 结构设计 (17)4.1 壳体设计 (17)4.2 封头设计 (18)4.3 管板设计 (18)4.4 换热管设计 (20)4.5 接管设计 (24)4.6 壳体与管板、管板与法兰及换热管的连接设计 (27)5 水压试验要求 (35)5.1 试验基本原则 (35)5.2 试验步骤 (35)6 总结 (37)参考文献 (39)致谢 (40)III榆林学院本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 设计内容润滑油用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。
管板式换热器毕业设计
管板式换热器毕业设计管板式换热器毕业设计换热器是工业生产中常见的设备之一，它的作用是将热量从一个介质传递到另一个介质。
在设计换热器时，需要考虑到换热效率、压降、材料选择等因素。
本文将以管板式换热器为例，探讨其毕业设计的相关内容。
1. 管板式换热器的工作原理管板式换热器是一种常见的热交换设备，由管束和壳体两部分组成。
热量通过管束中的管子传递给壳体中的介质。
在换热过程中，热量的传递主要通过对流和传导两种方式进行。
2. 毕业设计的目标和要求在进行管板式换热器的毕业设计时，首先需要确定设计的目标和要求。
目标可以包括换热效率、压降、材料选择等方面。
要求可以包括设计的可行性、经济性、可靠性等方面。
3. 换热器的结构设计换热器的结构设计是毕业设计的重要一环。
在设计过程中，需要考虑到换热器的尺寸、管束的布置方式、管子的直径和长度等因素。
合理的结构设计可以提高换热器的效率和性能。
4. 材料的选择在进行换热器的设计时，材料的选择是一个关键问题。
材料的选择需要考虑到介质的性质、温度和压力等因素。
常见的材料有不锈钢、碳钢、铜等。
选择合适的材料可以提高换热器的使用寿命和稳定性。
5. 换热器的换热性能计算换热器的换热性能计算是毕业设计中的重要一环。
通过计算可以得到换热器的换热系数、传热面积、传热量等参数。
计算的方法可以包括理论计算、实验测试和仿真模拟等。
6. 换热器的优化设计在进行换热器的设计时，可以通过优化设计来提高换热器的性能。
优化设计可以包括结构优化、材料优化和工艺优化等方面。
通过优化设计可以提高换热器的效率和经济性。
7. 换热器的制造和安装换热器的制造和安装是毕业设计的最后一步。
在进行制造和安装时，需要考虑到工艺流程、质量控制和安全性等因素。
合理的制造和安装可以保证换热器的性能和可靠性。
总结：管板式换热器作为一种常见的热交换设备，在工业生产中具有广泛的应用。
进行管板式换热器的毕业设计需要考虑到结构设计、材料选择、换热性能计算、优化设计和制造安装等方面。
立式管壳式换热器 毕业设计说明书
摘要
立式固定管板换热器相对于其他换热器具有以下优点：占地面积小，传热系数高，结构简单， 加工方便，造价低，相同壳体直径内排管最多，结构紧凑等。根据 GB151-1999《管壳式换热器》 、 GB150-1998《钢制压力容器》等规范，我设计了应用于三氯氢硅饱和蒸汽冷凝的立式固定管板换热 器，绘制了 CAD 图纸，并做了 3D 模型及动画。
关键词：换热器,立式固定管板,冷凝,建模
VERTICAL TUBE AND SHELL HEAT EXCHANGER DESIGN
ABSTRACT
Vertical relative to other fixed tube sheet heat exchanger heat exchanger has the following advantages: cover an area of an area small, high coefficient of heat transfer and simple structure, convenient processing, low cost, the same shell inside diameter of pipe up, compact structure, etc.According to GB151-1999 "tube shell heat exchanger", GB150-1998 steel pressure vessels and other specifications, I design the application in the chemical hydrogen silicon saturated steam condensation of vertical fixed tube sheet heat exchanger, draw the CAD drawings, and make the 3 d model and animation.
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。
管壳式换热器课程设计
管壳式换热器课程设计管壳式换热器课程设计⼀、管壳式换热器的介绍管壳式换热器是⽬前应⽤最为⼴泛的换热设备，它的特点是结构坚固、可靠⾼、适应性⼴、易于制造、处理能⼒⼤、⽣产成本低、选⽤的材料范围⼴、换热⾯的清洗⽐较⽅便、⾼温和⾼压下亦能应⽤。
但从传热效率、结构的紧凑性以及位换热⾯积所需⾦属的消耗量等⽅⾯均不如⼀些新型⾼效率紧凑式换热器。
管壳式换热器结构组成：管⼦、封头、壳体、接管、管板、折流板；如图1－1所⽰。
根据它的结构特点，可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函和釜式重沸器五类。
⼆、换热器的设计2.1设计参数参数名称壳程管程设计压⼒（MPa） 2.6 1.7操作压⼒（MPa） 2.2 1.0/0.9（进⼝/出⼝）设计温度（℃） 250 75操作温度（℃） 220/175(进⼝、出⼝) 25/45(进⼝/出⼝)流量（Kg/h） 40000 选定物料（-）⽯脑油冷却⽔程数（个） 1 2腐蚀余度（mm） 3 -2.2设计任务1. 根据传热参数进⾏换热器的选型和校核2.对换热器主要受压原件进⾏结构设计和强度校核，包括筒体、前端封头管箱、外头盖、封头、法兰、管板、⽀座等。
3.设计装配图和重要的零件图。
2.3热⼯设计2.3.1基本参数计算2.3.1.1估算传热⾯积-=220-45=175-=175-25=150因为,所以采⽤对数平均温度差算术平均温度差：=P=R=查温差修正系数表得因此平均有效温差为0.82放热量考虑换热器对外界环境的散热损失,则热流体放出的热量将⼤于冷流体吸收的热量，即：取热损失系数,则冷流体吸收的热量：由可的⽔流量：==31372.8这⾥初估K=340W/(),由稳态传热基本⽅程得传热⾯积：=16.552.3.1.2由及换热器系列标准，初选型号及主要结构参数选取管径卧式固定管板式换热器，其参数见上表。
从⽽查《换热器设计⼿册》表1-2-7，即下表公称直径管程数管⼦根数中⼼排管管程流通换热⾯积换热管长换热管排列规格及排列形式：换热管外径壁厚：d=50mm排列形式：正三⾓形管间距： =32mm折流板间距：2.1.1.3实际换热⾯积计算实际换热⾯积按下式计算2.2计算总传热系数，校核传热⾯积总传热系数的计算式中：——管外流体传热膜系数，W/(m2·K)；——管内流体传热膜系数，W/(m2·K)；,——分别为管外、管内流体污垢热阻，(m2·K) /W；—管壁厚度，m；——管壁材料的导热系数，W/(m2·K) oαiαiorr,δwλ2.2.1管内传热膜系数管内未冷却⽔流⼊，其速度为：雷诺数：对于湍流，由Dittus –Boelter关系式，有传热膜系数：其中，普朗特数： =4.87由于冷却⽔要被加热,故取n=0.4,即管内传热膜系数为：=927.4W/()2.2.1管外传热膜系数因换热管呈正三⾓形排列，根据Kern法当量直径：=故0.55流体流过管间最⼤截⾯积是其中壳体内径估算为=0.37因此，=0.216.7=雷诺数：普朗特数：壁温可视为流体平均温度，即：2.2.3总传热系数因为有污垢热阻，因此查看表《GB151-1999管壳式换热器》可有管外有机物污垢热阻：/W 管内冷却⽔污垢热阻：/W插⼊法得到=因此得到故2.2.4总换热⾯积由稳态传热基本⽅程：=8.5（1+25%）=10.62.3计算管程压⼒降管程压⼒降有三部分组成，可按照如下公式进⾏计算—流体流过直管因摩擦阻⼒引起的压⼒降，Pa;--流体流经回弯管中因摩擦阻⼒引起的压⼒降，Pa;—流体流经管箱进出⼝的压⼒降，Pa;—结构矫正因素，⽆因次，对Φ25×2.5mm，取为1.4；--管程数，取2；--串联的壳程数，取1其中：对光滑管，Re=3时，由伯拉修斯式，得：因此，因此，管程压⼒降在允许范围内1.3.2壳程压⼒降采⽤埃索法计算公式：式中：--流体横过管束的压⼒降，Pa;--流体通过折流板缺⼝的压⼒降，Pa;—壳程压⼒降的结垢修正系数，⽆因此，对液体取1.15;其中：式中：F—管⼦排列⽅法对压⼒降的修正系数，对三⾓形F=0.5;—壳程流体摩擦系数，当Re>500时，;--横过管束中⼼线的管⼦数，对三⾓形排列;--按壳程流通截⾯积计算的流速，。
管壳式换热器毕业设计
管壳式换热器毕业设计管壳式换热器是一种非常常见的热传导设备，在化工、冶金、石化、食品、医药等行业中应用十分广泛。
本篇文章将介绍一篇关于管壳式换热器的毕业设计，文中内容包括设计原理、设计过程、计算方法、模块化设计等方面。
设计原理管壳式换热器主要由壳体、管束、进出口管道、泄漏报警装置等部分组成。
热媒通过进出口管道进入壳体内，对管壳壁面的管束内的流体进行热传递。
换热后的流体通过出口管道排出，完成一次换热过程。
设计过程在设计管壳式换热器时，需要确定换热面积、换热量、热媒流量和温度等参数。
具体设计过程如下：1. 确定换热器的工艺参数，包括工作压力、进出口温度、进出口流量等。
2. 确定管子的材料、管径、壁厚和长度等参数，同时考虑管子间距和数量等因素。
3. 计算管束的面积，包括管子内径、管子长度、管子数量、管子间距等因素。
4. 通过热平衡方程计算热媒流量、进出口温度差和热传导系数等因素。
5. 计算壳体的体积和壳体表面积。
6. 选取合适的维修孔、检查孔和清洁孔，并设计泄漏报警装置。
7. 根据设计参数绘制图纸并进行模拟和优化，最终确定设计方案。
计算方法管壳式换热器的计算方法包括管子面积、管束面积、传热系数、热交换器效能等多个方面。
1. 管子面积计算公式为：A=πDL。
其中，A为面积（m2），D为管子内径（m），L为管子长度（m）。
3. 传热系数计算公式为：K=1/[(1/αi)+(Δx/λ)+(1/αo)]。
其中，K为传热系数（W/m2K），αi为管子内侧对流传热系数（W/m2K），Δx为管子壁厚（m），λ为管子材料的导热系数（W/mK），αo为管子外侧对流传热系数(W/m2k)。
4. 热交换器效能计算公式为：ε=Q/(mCpΔT)。
其中，ε为效能，Q为换热量（J），m为热媒流量（kg/s），Cp为热容量（J/kgK），ΔT为进出口温差（K）。
模块化设计在管壳式换热器的设计过程中，模块化设计方法可以有效提高设计效率和优化设计方案。
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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。
在石化领域的换热设备中占主导地位。
随着工艺过程的深化和发展，换热器设备正朝着高温、高压、大型化的方向发展，而管壳式换热器的结构能够很好的完成这一工艺过程。
本次毕业设计题目为管壳式换热器设计，设计的主要内容是固定管板式换热器的工艺计算、结构设计和强度校核。
在设计过程中我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，力争使产品符合实际生产需要。
由于水平有限，在设计过程中一定存在许多疏漏和错误，恳请各位老师批评指正，特此致谢！二、管壳式换热器基本理论（一）工作原理管壳式换热器是以封闭在壳体内管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器由壳体传热管束管板折流板和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种管在外流动，称为壳程流体。
管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。
（二）主要特性一般，管壳式换热器与其它类型的换热器比较有以下主要技术特性：1、耐温，耐压，结构坚固，可靠性高；2、选材范围广泛，适用范围大；3、制造应用历史悠久，制造工艺及操作维修检验技术成熟；4、在换热效能、紧凑性和金属消耗量方面不及其他类型的换热器。
（三）设计内容管壳式换热器的机械设计主要包括下列内容：1、根据给定设计条件确定设计方案；2、确定换热器类型与主要结构；3、根据换热量要求，计算换热面积，确定换热管与壳体尺寸；4、核算换热器的传热能力及流体阻力；5、确定换热器的工艺结构；6、对壳体、管板、膨胀节等进行强度校核和结构设计，形成设备设计图。
（四）结构管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。
管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。
另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。
管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。
（五）分类由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。
如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。
因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。
根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型:固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器。
本设计采用固定管板式换热器，管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。
当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
三、设计参数根据此次设计要求，列出了一系列设计参数，要求学生从中选出两组数据进行设计计算，具体参数列表见表一。
表一：设计参数四、设计过程及内容（一）热力学及流体力学计算根据所选的第三组设计数据进行计算，过热蒸汽走管程，冷却水走壳程。
1、工艺计算根据给定的设计条件，初步确定换热器的公称直径DN=400mm ，换热管排列方式为正三角形，换热管长l=1.5m ，规格为Φ25×2.5mm ，双管程，管心距t=32mm 。
经过排管得实际排管数n=92根，则得0A =n d (L-0.1)π实=10.11m 2。
根据实际排管数核算传热系数：0000121K=1i i m d b d d R R d d d αλα++++=301W/(m 2·K ), 由公式m Q A K t =∆计得计算换热面积A 计=8.7m 2，则得A =1.16A 实计满足要求。
2、压降计算 管内阻力损失为2111p (3)2t s p i u l F N N d ρλ∆=+=31.83kPa 管外阻力损失为22020p [(1)(3.52)]2c B B S S u h Ff n N N F N b ρ∆=++-=10.84 kPa 管内管外阻力损失都满足要求。
3、壁温计算 热流体侧壁温1()h th m dh m t T K r t α=-+∆=124.1℃ 冷流体侧壁温1()tc m dc m c t t K r t α=++∆=86.75℃ 则换热管壁温()12t th tc t t t =+=105.4℃ 由于在壳体外面加50mm 的保温层，因此取壳体壁温为流体的平均温度51.14℃。
（二）主要零部件的材料选择本设计在遵照选材的一般原则及规定、考虑工艺条件并借鉴实际经验的情况下，对主要零部件的材料进行了选取：管箱法兰及接管法兰、壳程筒体、管箱筒体、接管、换热管、定距管选用20号钢，管板采用16Mn 锻件，折流板、螺母采用Q235-A ，防冲挡板采用Q345R,拉杆采用35号钢，螺柱采用40Cr ，封头采用Q245R ，垫片选用石棉橡胶板。
（三）结构设计根据GB151-1999的规定对管箱、壳程圆筒、管板、折流板、防冲挡板的结构尺寸进行设计，选定换热管、拉杆、定距管的结构和规格尺寸，确定壳程圆筒和管箱上的接管位置、尺寸，并确定管板与壳程圆筒、管箱圆筒采用焊接形式。
壳体壁厚由公式[]2c it c p D t p σϕ=-计算得t=1.05mm ，按照我国容器标准，对碳钢和低合金钢容器最小壁厚不小于 3.0mm ，取壳体最小厚度t-3.5mm ，取C 1=0.60mm,C 2=1.5mm,则壳体有效厚度t e =3.9mm 。
由公式d =计算管程接管直径和壳程接管直径，都取Φ159x6mm 的钢管。
由于壳程流速过低故设有4块折流板，由于壳程进口管流体的ρv 2>2230Kg/(m ·s 2)故设置防冲挡板。
换热管与管板的连接形式采用强度焊加贴胀，强度焊提供足够的抗拉强度，而贴胀消除管制和管孔之间的间隙，保证密封性能。
管板与壳程圆筒连为整体，其延长部分兼作法兰，与管箱用螺柱、垫片连接。
（四）强度计算根据GB150-2011的强度计算及校核要求用SW6对壳程筒体、管箱筒体的壁厚、开孔补强和水压试验进行计算；对封头的规格、厚度以及水压试验校核进行了计算；在考虑到开孔削弱的前提下对管板的厚度进行了计算；同时也对换热管与管板连接时的拉脱应力进行了核算。
壳体强度校核：计算壳体允许工作应力()2t c i e ep D t t σ+==39.87MPa< []t ϕσ=147MPa ，则壳体满足强度要求。
开孔补强计算用等面积法计算，经过计算补强区内补强面积A=A 1+A 2+A 3=454.85mm 2,所需补强面积A 0=158.32mm 2,A >A 0，则不需要补强。
封头强度校核：计算得封头最大允许工作压力[][]20.5t ew i e t p KD t σϕ=+=2.05MPa ＞P C =0.77MPa,则封头满足强度要求。
综合上述各项计算及相关规定，本次设计的固定管板式换热器所有参数如下：公称直径D 0=400mm ，壳程圆筒、管箱圆筒以及封头的名义厚度均取6mm ，封头深度125mm ；蒸汽进出口接管公称直径159mm ，冷却水进出口接管公称直径159mm ，壁厚均为6mm ，排气孔和排液孔接管公称直径25mm ，壁厚2.5mm ；换热管长1500mm ，外径25mm ，壁厚2.5mm ，折流板厚8mm ，拉杆直径16mm ，定距管与换热管外径、壁厚相同；管板兼做法兰，厚度为34mm ，管箱法兰选取长颈对焊法兰，密封面类型选取突面密封；鞍座按JB/T4712.1-2007容器支座选取。