机械设计aes400型换热器大学论文.doc
《机械设计aes400型换热器大学论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计aes400型换热器大学论文.doc(44页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、AES400型换热器机械设计摘 要换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料,因此,要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系,因而均可以通过换热器来完成。本文综述了换热器的应用方向、发展历史、种类和特点以及换热器类型的选择。着重介绍了目前在各种形式的换热器中,应用最为广泛的也是最重要的浮头式换热器。内容包括浮头式换热器的基本类型、结构特点、压力试验的方法等,还根据所学知识对浮头式换热器
2、的性能进行分析。严格按照GB1501998钢制压力容器和GB1511999管壳式换热器等国家标准,参考一些相关方面的书籍,设计出了一款典型的浮头式换热器。设计包括浮头式换热器中各零部件的结构类型和材料的选择,结构尺寸的确定,零部件间连接方式的选择,以及水压试验等。在设计中发现问题并通过大量的不同设计方案的计算比较,对所选零部件的结构尺寸、材料与传热性能进行反复验证和校核,做了理论分析,最终得出结论。关键词:换热器,压力试验,校核Floating head heat exchanger mechanical design 303AbstractHeat exchanger is the real
3、ization of chemical processes of heat exchange and transmission of essential equipment. Some of the heat exchange often corrosive, oxidizing materials, strong, therefore, require manufacturers of heat exchanger material with high corrosion resistance. In the petroleum, chemical, light industry, phar
4、maceuticals, energy and other industrial production, often need to heat or cold to hot fluid flow cooling, the liquid vaporized into steam or the steam condensing into a liquid. These processes are closely linked and heat transfer, which can be done through the heat exchanger.This paper reviews the
5、application of the direction of the heat exchanger, history, types and characteristics of the type of heat exchanger options. Focuses on the current heat exchangers in a variety of forms, the most widely used and most important floating head heat exchanger. Floating head heat exchanger including the
6、 basic types, structural features, pressure test methods, also based on the knowledge of the floating head heat exchanger performance analysis. In strict accordance with GB150 - 1998 Steel Pressure Vessels and GB151 - 1999 shell and tube heat exchanger and other national standards, reference books,
7、some relevant aspects of the design out of a typical floating head heat exchanger. Floating head heat exchanger design, including the various parts of the structure type and material selection, structure size determination, the choice of connection between parts, and pressure testing. Identify probl
8、ems in the design of a large number of different designs through the calculation of the program, selected parts of the structure and size, material and heat transfer performance repeatedly verify and check, made a theoretical analysis, the final conclusion.Key words: heat exchangers, pressure test,
9、check目 录1前 言1.1 换热器的应用及其发展1.2 换热器的分类及其特点1.3 换热器的防腐维护2 设计说明2.1 壳程结构的选材与选型2.1.1 壳体2.1.2 折流板2.1.3 拉杆2.2管程结构的选材与选型2.2.1 换热管2.2.2 管板2.2.3 管箱2.2.4换热管与管板连接2.3 其他零部件2.3.1 钩圈2.3.2 支座3换热器结构设计计算3.1原始数据3.2 浮头式换热器筒体的计算3.2.1 厚度的计算3.2.2 压力校核3.2.3 强度校核3.2.4 筒体的液压试验3.3 前端管箱筒体计算3.3.1 厚度确定3.3.2 压力校核3.3.3 强度校核3.3.4 前端管
10、箱的液压试验3.4 前端管箱封头计算3.4.1 厚度计算3.4.2 压力校核3.5 后端管箱筒体计算3.5.1 厚度确定3.5.2 压力校核3.5.3 强度校核3.5.4 前端管箱的液压试验3.6 后端管箱封头计算3.6.1 厚度计算3.6.2 压力校核3.7 管板设计计算3.7.1 结构尺寸及材料选取3.7.2 管板厚度计算3.8换热管的应力3.8.1 换热管轴向应力计算3.8.2 换热管与管板的拉脱力3.9 浮头盖的设计计算3.9.1 管程或壳程压力Pt作用下浮头盖的计算3.9.2 球冠形封头的液压试验3.10 开孔补强计算3.10.1 管箱或壳程开孔补强计算3.10.1 后管箱开孔补强计
11、算4 结 论参 考 文 献谢 辞1 前 言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。换热器的应用广泛,它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的热交换器。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系,因而均可以通过换热器来完成。1.1 换热器的应用及其发展它是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部
12、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%。例如,如烟道气(约200300)、高炉炉气(约1500)、需要冷却的化学反应工艺气(3001000)等的余热,通过余热锅炉可生产压力蒸汽,作为供热、供气、发电和动力的辅助能源,从而提高热能的总利用率,降低燃料消耗和电耗,提高工业生产经济效益。由于制造工艺和科学水平的限制,早期的换热器只能采用简单的结构,而且传热面积小、体积大和笨重,如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展,逐步形成一种管壳式换热器,它不仅单位体积具有较大的传热面积,而且传热效果也较好,长期以来在工业生产中成为一种典型
13、的换热器。二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代
14、开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。近二三十年来,化工、石油、轻工等过程工业得到了迅猛发展。能源紧缺已成为世界性重大问题之一,各工业部分都在大力发展大容量、高性能设备,以减少设备的投资和运转费用。因此,要求提供尺寸小,重量轻、换热能力大的换热设备。特别是20世纪70年代的世界能源危机,加速了当代先进换热技术和节能技术的发展。世界各国十分重视传热强化和热能回收利用的研究和开发工作,开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备来提高工业生产经济效益,并取得了丰硕成果。到目前为止,已研究和开发出多种新的强化传热技术和高效传热元件。为了强化传在研究和
15、发展热管的基础上又创制出热管式换热器。1.2 换热器的分类及其特点在工业生产中,由于用途、工作条件和物料特性的不同,出现了各种不同形式和结构的换热设备。按作用原理或传热方式分类:按换热设备热传递原理或传热方式进行分类,可分为以下几种主要形式。 直接接触式换热器这类换热器又称混合式换热器,它是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器。如冷却塔、冷却冷凝器等。为增加两流体的接触面积,以达到充分换热,在设备中常放置填料和栅板,通常采用塔状结构。直接接触式换热器具有传热效率高、单位容积提供的传热面积大、设备结构简单、价格便宜等优点,但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场所。由于两流体混合换热后
16、必须及时分离,这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。例如,化工厂和发电厂所用的凉水塔中,热水由上往下喷淋,而冷空气自下而上吸入,在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面,热水和冷空气相互接触进行换热,热水被冷却,冷空气被加热,然后依靠两流体本身的密度差得以及时分离。 蓄热式换热器这类换热器又称回热式换热器。它是借助于由固体(如固体调料或多孔性格子砖等)构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触,把热量从热流体传递给冷流体的换热器。在换热器内首先由热流体通过,把热量积蓄在蓄热体中,然后由冷流体通过,由蓄热体把热量释放给冷流体。由于两种流体交替与蓄热体接触,因此不可避免地会使两种流体少量混合。若两种流体不允
17、许混合,则不能采用蓄热式换热器。蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜、单体体积传热面积大,故较适合用于气-气热交换的场合。如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。这类换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器,多用于空气分离装置中。 间壁式换热器这种换热器又称表面式换热器。它是利用间壁(固体壁面)将进行热交换的冷、热两种流体隔开,互不接触,热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛的换热器,其形式多种多样。 中间载热体式换热器这类换热器是把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环,在
18、高温流体换热器中吸收热量,在低温流体换热器中把热量释放给低温流体,如热管式换热器。间壁式换热器分类:间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。管式换热器这类换热器都是通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式不同大致可以分为蛇管式换热器、套管式换热器、管壳式换热器和缠绕管式换热器等。板面式换热器此类换热器都是以板面作为传热面,按传热板面的结构形式可分分为以下五种:螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器。板面式换热器的传热性能要比管式换热器优越,由于其结构上的特点,使流体能在较低的速度下就达到湍流状态,从而强化了传热。板面式换热器采用板材制造
19、,在大规模组织成产时,可降低设备成本,但其耐压性能比管式换热器差。其他型式换热器这类换热器是指一些具有特殊结构的换热器,一般是为满足某些工艺特殊要求而设计的,如石墨换热器、聚四氟乙烯换热器和热管换热器等。1.3 换热器的防腐维护换热器表面的腐蚀磨损腐蚀介质与金属构件的表面,相对运动速度较大,导致构件局部表面遭受严重的腐蚀损坏,这类腐蚀称为磨损腐蚀,简称磨损。造成腐蚀损坏的流动介质,可以是气体、液体或含有固体的颗粒、气泡的气体等。磨损腐蚀,是高速流体对金属表面已经生成的腐蚀产物的机械冲刷作用和新裸露金属表面的腐蚀作用的综合。由于石油化工中的生产介质,往往具有一定的粘连性。为了防止介质沉淀结垢,要
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 aes400 换热器 大学 论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。