毕业论文指导书(浮头式换热器)

武汉化工学院化机教研室

2012年3月

设计任务书

一．设计条件

在某生产工艺中，需要用浮头式换热器对相关的物料降温和加热升温，相关工艺参数如表1所示。

表一相关物料的操作参数

二．设计任务与内容

1．工艺设计计算

①传热面积

②流体阻力

③换热管管壁温度

根据工艺计算，合理确定介质流向与换热管的结构尺寸，如管壳程数、壳体及进出口接管直径，换热管规格尺寸与数量，折流板排列形式与间距，管板直径及管子排列方式等。

2．结构设计

①筒体、管箱、法兰、浮头盖、管板、开口补强、支座等主要受压部件与元件的选材，结构选型与设计，强度计算与校核；

②编制法兰计算程序，并按指定要求进行探讨性计算；

③管束的振动计算及防震设计部分

3．绘制全部施工图，包括装配图、部件图、零件图等总计约1号图幅4-6张。

4．编制管箱、法兰、管束、管板、浮头盖、外头盖等主要零部件的加工制造工艺及其装配程序，并制订管、壳程的试压方案及程序。

5．主要受压元件的材料选择及其可焊性评价与焊接材料选择说明。

6．编写设计说明书。

三．设计说明书的基本内容与要求

设计说明书的作用是对自己所作的设计作出书面计算与论证，其基本内容依次为：题目、目录、前言、设计条件及所依据的主要设计标准、设计计算、加工工艺及试验等的说明，以及专题论证、电算程序与结果、造价概算和主要参考资料等。

前言中应概述设计作品在工艺装配中的功用、操作、维护要求和结构特点，主要设计内容简介，设计中的结构改进或创新，设计所遵循的标准规范等。

设计条件是指自己具体设计设备的操作条件，如介质性质、操作温度和压力等。

计算与论证为说明书的主体，包括除前言和设计条件外的全部上述内容。设计说明书要求格式规范统一，条理清楚，图文并茂，文理通顺，书写整洁。

参考资料书写格式为：

序号作者书刊名称出版社年月

设计指导书

一. 毕业设计的目的

1．运用所学基础与专业理论知识进行实际设备设计的全面训练，以掌握设备设计的基础思路、方法与内容。

2．综合训练和提高设计调研、文献查阅、方案论证、计（电）算、绘图及设计文件编制等基本技能。

3．树立生产和经济观点，培养工程设计的责任感和严肃认真的设计作风。

二. 设计要求与注意事项

1．全部设计内容必须独立按时完成。

2．在满足工艺与强度前提下，结构力求简单合理，操作维修方便，安全可靠。

3．选材可靠合理，价廉易得。

4．严格遵守现行国家或部颁标准，尽量采用标准部件。

5．图纸应符合施工图的内容要求，力求图面布局合理，图样正确清晰，标题栏、明细表齐全正确，装配图、部件图、零件图及说明书中的相应结构尺寸必须一致。

6．图纸应先请教师审查后在进行加粗，全套图纸完成后交指导教师审阅后签字，并将所指错误修改后按图幅样叠好，与说明书装入设计资料袋，资料袋封面应注明班级、姓名、日期及设计题目。

三. 主要设计资料索引

1．工艺计算及结构设计：[1]、[2]、[3]

2．结构尺寸与强度计算：[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]

3．焊接结构：[4]、[11]

4．零件材料及焊接材料：[10]

5．容器锻件技术条件：[16]

6．图幅、图样比例、标题栏、明细表规格：[12]

7．装配图及主要零部件技术要求：[13]、[3]、[4]

四. 主要设计参考资料

1．换热器设计，化工设备全书编委会，上海科技出版社，1989

2．JB/T47-92，列管式换热器基本型式及参数

3．GB151-98，钢制列管式换热器

4．GB150-98，钢制压力容器

5．JB4700～4707-92，压力容器法兰

6．JB/T××××-92，外头盖侧法兰等十项标准

7．HG2052-2009，钢制管法兰、垫片、紧固件

8．JB/T××××-2007，容器支座

9．JB 4736-2002，补强圈

10．HGJ20583-2008，钢制化工容器材料选用规定

11．HGJ20584-2008，钢制化工容器结构选用规定

12．CD130A20-86，化工设备设计文件编制规定

13．化工设备技术图样要求，1991年

14．GB4457～4460-84，GB131-83，机械制图

15．压力容器锻件技术条件

五．设计参考进度

第 5～6周：工艺计算

第7～8周：结构及强度设计

第9～12周：绘制施工图

第13～14周：电算及编制说明书

第15～16周：整理设计文件、准备答辩

六. 设计答辩复习思考题

1．影响传热效率和流体阻力的结构参数各有哪些？各起什么影响？

2．壳体直径、进出口接管直径、换热管根数各如何确定？

3．减小或消除轴向应力可采用哪些措施，其效果有何区别？

4．介质流向如何确定？为什么原油走壳程，可否改为原油走管程？

5．传热面积系指什么？以何者为准确定？三角形和正方形布管各有何优缺点？

6．设计中主要采用了什么标准？其主要内容是什么？

7．设计压力与操作压力是否相同？如何确定设计压力、设计温度、腐蚀余量和焊缝隙数？8．最大操作压力、设计压力、许用压力、液压试验压力、公称压力、气压试验压力、气密性试验压力的概念及其大小排列顺序？

9．许用压力的概念及其影响因素？

10. 液压试验、气压试验、气密性试验的目的、应用和校核条件有何异同？其试验程序各有何要求？为什么？

11. 最小厚度、计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度的区别与关系？

12. 16Mn与Q345R，Q245R与Q345R与在成分、性能和应用方面有何异同？可否互相代用？焊接时各采用什么焊条？

13. Q235-A、Q235-B、Q235-C及Q235-A与Q235-AF有何区别？

14. J22与J427, J427与J507有何异同?

15. Q245R和Q345R对接焊时，其焊条和预热温度各如何确定？

16. 浮头法兰锻后热处理和组焊后热处理的目的有何区别？各进行什么热处理？其加热强度和冷却方式有何区别？

17. 射线、超声、磁粉和渗透探伤方法各适用于什么材料和缺陷的探伤？其灵敏度有何区别？