浮头式换热器计算说明书

课程设计

题目：浮头式换热器

院系：机械工程学院

专业：过程装备与控制工程班级：1003班

学生姓名：尹以龙

指导教师：***

目录

第一部分任务书 (1)

第二部分计算说明书 (2)

1.传热工艺计算 (2)

1.1.原始数据 (2)

1.2.定性温度及物性参数 (3)

1.3.传热量和冷水流量 (3)

1.4.有效平均温度 (3)

1.5.管程传热面积计算 (4)

1.6.结构初步设计 (4)

1.7.壳程换热系数计算 (5)

1.8.总传热系数计算 (6)

1.9.结构初步设计 (7)

1.10.壳程换热系数计算 (7)

1.11.总传热系数计算 (8)

1.12.核算管程压强降 (8)

1.13.核算壳程压强降 (9)

2.强度计算 (11)

2.1.换热管材料及规格的选择和根数的确定 (11)

2.2.确定筒体内径 (11)

2.3.确定筒体壁厚 (12)

2.3.1.筒体液压试验 (13)

2.4.管箱封头厚度计算 (13)

2.5.浮头侧封头厚度计算 (14)

2.6.设备法兰的选择 (15)

2.6.1.管箱侧法兰的选择 (15)

2.6.2.浮头侧法兰的选择 (16)

2.6.3.壳体上与浮头侧连接的法兰 (17)

2.6.4.接管法兰的选择 (17)

2.7.管板的设计 (18)

2.8.钩圈式浮头 (22)

2.8.1浮头法兰的计算 (24)

2.8.2管程压力作用下浮头盖的设计 (28)

2.9.浮动管板 (29)

2.10.钩圈的选择 (30)

2.11.折流板的选择 (31)

2.12.拉杆和定距管的确定 (32)

2.13.防冲板 (32)

2.14.管箱短节壁厚的计算 (32)

2.15.筒体、管箱的耐压试验的校核计算 (33)

2.16.接管及开孔补强 (33)

2.16.1 a,b孔的补强 (33)

2.16.2 d,h孔的补强 (35)

2.17. 支座择及应力校核 (37)

2.17.1 支座的选择 (37)

2.17.2 支座的应力校核 (38)

2.18. 整体尺寸布局 (40)

第一部分任务书

一、设计题目

设计题目：用水冷却煤油产品的浮头式换热器的设计

二、设计条件

(1)使煤油从180℃冷却到40℃，压力1.0MPa；

(2)冷却剂为水，水压力为0.5MPa。

(3)处理量为10t/h。

三、设计任务

(1)合理的参数选择和结构设计

a)传热面积；

b)管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳体直径；

c)结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管

(2)传热计算和压降计算

(3)从JB/T4714~4720标准系列中选择一种浮头式换热器规格，再进行复算

(4)对所选出的浮头式换热器，进行详细的设计、强度计算和校核计算

四、设计完成工作量

(1)设计说明书一份（每位同学均要独立完成）

(2)设计图纸包括：换热器的设备总装图（每位同学均要独立完成）、零件图（整小组须完成所有的

零件图，且每位同学至少要独立完成1件零件图，具体由小组内部协会调）各一张

五、设计进度

设计时间3周。

[1]设计准备（1天）

[2]热力计算和强度校核（5天）

[3]换热器设计（6天）

[4]编写设计计算说明书（～2天）

[5]答辩（～1天）

参考书目：

[1]史美中, 王中铮. 热交换器原理与设计 (第4版). 南京: 东南大学出版社, 2009.6

[2]钱颂文. 换热器设计手册. 北京: 化学工业出版社, 2002.8

[3]贺匡国.化工容器及设备简明设计手册. 北京: 化学工业出版社, 2002.8

[4]时钧, 汪家鼎等. 化学工程手册. 北京: 化学工业出版社, 1996.

[5]卢焕章等. 石油化工基础数据手册. 北京: 化学工业出版社, 1984

[6]陈敏恒, 丛德兹等. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京：化学工业出版社，2006.5

[7]贾绍义, 柴诚敬. 化工原理课程设计. 天津: 天津科学技术出版社, 2002.8

设计说明书包括的主要内容

一、设计任务书

二、热力学计算

1 原始数据 /

2 物性参数 /

3 传热量 /

4 冷却水物性参数 /

5 平均温差/

6 估算传热面积及传热面结构

/7 管程计算/8 壳程结构及壳程计算/9 需用传热面积 /10 阻力计算 /11.选型，复算。

三、强度校核

按GB151进行

1．壳体、封头强度计算

2．温差应力校核

（1）温差应力

（2）热交换器所受应力

（3）拉脱力

3．管板强度计算

四、 细部结构的设计

1 接管/

2 折流板 /

3 法兰 /

4 管法兰 /

5 管箱 /

6 壳体与管板的连接结构/

7 拉杆与管板、拉杆与折流板的连接结构/

8 换热管与管板的连接结构 /

9 管箱与管板的密封结构 /10 支座 /11膨胀节 /

2．设计图纸包括：换热器的设备总装图、零件图各一张。

五 结束语

六 参考文献

第二部分 计算说明书

1.传热工艺计算

1.1.原始数据

(1）煤油的进口温度C T ︒=1801

（2）煤油的出口温度C T ︒=402

（3）冷水的进口温度C t ︒=251

（4）冷水的出口温度C t ︒=352

（5）煤油的工作压力MPa P 0.11=

（6）冷水的工作压力MPa P 5.02=

（7）煤油的流量 11000/m q kg h =