70KW臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)周冬.doc

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1、（本頁(yè)為開(kāi)題報(bào)告等檔案材料的封面、打?。?湖南人文科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)檔案材料題目（中文）： 70KW臥式殼管式冷凝器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 周冬 學(xué)號(hào) 11438217 系 部： 能源與機(jī)電工程系 專業(yè)年級(jí)： 熱能與動(dòng)力工程11級(jí) 指導(dǎo)教師： 林道光 湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制一、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告書(shū)（學(xué)生為主填寫）（一）本選題的理論、實(shí)際意義 節(jié)約能源是當(dāng)今世界的一種重要社會(huì)意識(shí)，是指盡可能的減少能源的消耗、增加能源利用率的一系列行為。加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費(fèi)，有效、合理地利用能源。目前

2、，在我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)換熱器受到普遍的重視，而換熱器的廣泛應(yīng)用性，決定了換熱器換熱性能的改善設(shè)計(jì)理論的不斷創(chuàng)新，企業(yè)經(jīng)濟(jì)的收益和工業(yè)的飛速發(fā)展都具有一定的積極作用為節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境有顯著的貢獻(xiàn)。本課題所設(shè)計(jì)的冷凝器，是針對(duì)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照相關(guān)規(guī)定的要求，通過(guò)壁厚計(jì)算和強(qiáng)度校核等，設(shè)計(jì)換熱器產(chǎn)品。熟悉壓力容器設(shè)計(jì)的基本要求，掌握換熱器的常規(guī)設(shè)計(jì)方法，把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中去，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。 （本頁(yè)打印）（二）文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外有關(guān)本選題的研究動(dòng)態(tài)和自己的見(jiàn)解）2.1國(guó)內(nèi)情況管殼式換熱器是一個(gè)量大而品種繁多的產(chǎn)品，由于國(guó)防工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，換熱器操作條件日趨苛刻

3、，迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度材料。近年來(lái)，我國(guó)在發(fā)展不銹鋼銅合金復(fù)合材料、鋁鎂合金及碳化硅等非金屬材料等方面都有不同程度的進(jìn)展，其中尤以鈦材發(fā)展較快。鈦對(duì)海水、氯堿、醋酸等有較好的抗腐蝕能力，如再?gòu)?qiáng)化傳熱，效果將更好，目前一些制造單位已較好的掌握了鈦材的加工制造技術(shù)。對(duì)材料的噴涂，我國(guó)已從國(guó)外引進(jìn)生產(chǎn)線。鋁鎂合金具有較高的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性，價(jià)格比鈦材便宜，應(yīng)予注意。近年來(lái)國(guó)內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)換熱器性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績(jī)。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企業(yè)成本降低，效益提高。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)

4、劃綱要，“十一五”期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將保持年均7.5的速度。而石化及鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2010年鋼鐵工業(yè)總產(chǎn)值將超過(guò)5000億元，化工行業(yè)總產(chǎn)值將突破4000億元。這些行業(yè)的發(fā)展都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量水平提出了更高的要求，如環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品將是今后發(fā)展的重點(diǎn)；要求產(chǎn)品性價(jià)比提高；對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣化的需求趨勢(shì)強(qiáng)烈；逐漸注意品牌產(chǎn)品的選用；大工程項(xiàng)目青睞大企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)產(chǎn)品。2.2國(guó)外情況對(duì)國(guó)外換熱器市場(chǎng)的調(diào)查表明，管殼式換熱器占64%。雖然各種板式換熱器的競(jìng)爭(zhēng)力在上升，但管殼式換熱器仍將占主導(dǎo)地位。隨

5、著動(dòng)力、石油化工工業(yè)的發(fā)展，其設(shè)備也繼續(xù)向著高溫、高壓、大型化方向發(fā)展。而換熱器在結(jié)構(gòu)方面也有不少新的發(fā)展。螺旋折流板換熱器是最新發(fā)展起來(lái)的一種管殼式換熱器是由美國(guó)ABB公司提出的。其基本原理為:將圓截面的特制板安裝在“擬螺旋折流系統(tǒng)”中每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之一其傾角朝向換熱器的軸線即與換熱器軸線保持一定傾斜度。相鄰折流板的周邊相接與外圓處成連續(xù)螺旋狀。每個(gè)折流板與殼程流體的流動(dòng)方向成一定的角度使殼程流體做螺旋運(yùn)動(dòng)能減少管板與殼體之間易結(jié)垢的死角從而提高了換熱效率。在氣水換熱的情況下傳遞相同熱量時(shí)該換熱器可減少30%-40%的傳熱面積節(jié)省材料20%-30%。相對(duì)于弓形折流板螺旋

6、折流板消除了弓形折流板的返混現(xiàn)象、卡門渦街從而提高有效傳熱溫差防止流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng);在相同流速時(shí)殼程流動(dòng)壓降小;基本不存在震動(dòng)與傳熱死區(qū)不易結(jié)垢。對(duì)于低雷諾數(shù)下的傳熱螺旋折流板效果更為突出。換熱器廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備量和設(shè)備投資的40%左右。在換熱器設(shè)備中，因管殼式換熱器具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適應(yīng)性大、材料范圍廣等優(yōu)。市場(chǎng)供需關(guān)系是影響市場(chǎng)變化的主要因素，在激烈地市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)及投資人能否全面準(zhǔn)確地了解自己以及所處的環(huán)境，做出適時(shí)有效的市場(chǎng)決策是制勝的關(guān)鍵。市場(chǎng)供需情況就是為了解行情、分析環(huán)境提供依據(jù)，是企業(yè)了解市場(chǎng)和把握發(fā)展方向的重要手段，是輔助企業(yè)決

7、策的重要工具。除了一些新材料新型換熱設(shè)備外管殼式換熱器需求量依然很大，因此近一步發(fā)展管殼式換熱器將會(huì)前途遠(yuǎn)大。（三）研究?jī)?nèi)容第一部分：準(zhǔn)備工作 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料了解固定管殼式換熱器的基本原理、性質(zhì)及應(yīng)用。在化工生產(chǎn)中的地位和作用、換熱器應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)路線及其意義。第二部分：工藝計(jì)算 固定管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)和類型、操作條件的選擇和操作方式選擇。熱量衡算、物料衡算、傳熱膜系數(shù)的確定、傳熱面積的確定、壓力降計(jì)算。第三部分：主要受壓元件強(qiáng)度計(jì)算 換熱器殼體、管箱短節(jié)、封頭厚度確定，容器法蘭、螺栓、墊片的校核計(jì)算，管板厚度的計(jì)算，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。第四部分計(jì)算機(jī)繪圖及說(shuō)明書(shū)的編寫

8、 利用AutoCAD軟件繪制出固定管殼式換熱器的裝配圖及各個(gè)零件圖，并編寫說(shuō)明書(shū)。（四）研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析完善的換熱器在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足如下基本條件： （1）合理的實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件； （2）結(jié)構(gòu)安全可靠； （3）便于制造、安裝、操作和維修； （4）具有較好的經(jīng)濟(jì)性本文在設(shè)計(jì)臥式殼管式冷凝器的時(shí)候，根據(jù)各方面的條件和資料仔細(xì)、合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足給出數(shù)據(jù)要求，并力求合理、經(jīng)濟(jì)。同時(shí)。在數(shù)據(jù)完成后，經(jīng)過(guò)熱量、溫度、阻力、強(qiáng)度的核算，使換熱器安全可靠，并便于操作和安裝，以人為本。管殼式換熱器追求的目標(biāo)是：綜合傳熱系數(shù)K值高；兩側(cè)流體的壓力損失P值低；體積的緊湊度a值高；低

9、廉的成本和價(jià)格；性能持久和使用壽命長(zhǎng)；制造容易和操作方便。設(shè)計(jì)參數(shù):：70kw臥式殼管式冷凝器額定工況蒸發(fā)溫度：to=5過(guò)冷度：t1=3冷凝水的進(jìn)口溫度：tw1=30 （本頁(yè)打?。?） 進(jìn)度安排和采取的主要措施第1周調(diào)研、收集資料、英文翻譯第2周英文翻譯、組織文獻(xiàn)第3周組織文獻(xiàn)、撰寫開(kāi)題報(bào)告第4周研究換熱工藝、確定設(shè)計(jì)方案第5周換熱工藝流程的計(jì)算、換熱器總圖的設(shè)計(jì)、主要零部件圖的設(shè)計(jì)第6-8周指導(dǎo)老師全面審閱、修改圖紙第9-15周整理、撰寫論文、檢查、修改圖紙與論文第第16周裝訂、檢查論文、準(zhǔn)備答辯（六）主要參考文獻(xiàn)（不少于10篇）（1）吳金星（編），高效換熱器及其節(jié)能應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，

10、2009（2）馬曉馳。國(guó)內(nèi)外新型高效換熱器J?；みM(jìn)展，2001，（01）：49-51（3）盧煥章.石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1982.（4）李世玉.壓力容器工程師設(shè)計(jì)指南M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1996.（5）Spence.J.Tooth.A.S.Pressure Vessels Design：Concepts and Principles. Oxford：Alden Press UK 1994. （6）熊勇剛1機(jī)械CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)J1機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1999,18(6):10251029（7）文懷興1對(duì)話框技術(shù)在參數(shù)化繪圖中的應(yīng)用J1西北輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1999,

11、17(3):3639（8）汪琪美1AutoCAD13對(duì)話框與驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)M1北京:海洋出版社,1998（9）中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1512891鋼制管殼式換熱器S1北京:學(xué)苑出版社,1989（10）賀小華1化工設(shè)備常用結(jié)構(gòu)的參數(shù)化CAD設(shè)計(jì)J1南京化工大學(xué)學(xué)報(bào),1997,19(4):1721。（11）傳熱過(guò)程與設(shè)備朱躍釗 （七）畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題指導(dǎo)意見(jiàn)：（對(duì)選題的評(píng)價(jià)、研究方案的設(shè)計(jì)及開(kāi)題指導(dǎo)意見(jiàn)）課 題（打?。┳髡咝彰ù蛴。┧鶎傧?、專業(yè)、年級(jí)（打?。╅_(kāi)題時(shí)間（打?。╊A(yù)計(jì)字?jǐn)?shù)（打印）指導(dǎo)教師意見(jiàn)： （本頁(yè)打?。┲笇?dǎo)教師（簽名）：（手寫）：年 月 日指導(dǎo)小組意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人簽名：（手寫）年 月

12、日二、畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)審表（一）指導(dǎo)教師評(píng)審用表評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容滿分指導(dǎo)教師評(píng) 分選題質(zhì)量20%01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求502題目的難易度503題目工作量504題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度5能力水平80%05綜合運(yùn)用知識(shí)的能力（涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問(wèn)題難易度）1006應(yīng)用文獻(xiàn)資料的能力507實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）能力1008計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力等）509外文應(yīng)用能力510計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力511對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）1012插圖（或圖紙）質(zhì)量513撰寫水平1014實(shí)用性與科學(xué)性515規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目合理、SI制的使用等）

13、516創(chuàng)見(jiàn)性（只分“有”或“無(wú)” ）5總評(píng)分：_ 成績(jī)等級(jí)：_指導(dǎo)教師評(píng)定意見(jiàn)： （本頁(yè)手寫）指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：1.評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分90100為優(yōu)秀，8089為良好，7079為中等，6069為及格，60分以下為不及格；2.此表用于指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)定。（二）評(píng)閱教師評(píng)審用表評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容滿分評(píng)閱教師評(píng) 分選題質(zhì)量20%01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求502題目的難易度503題目工作量504題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度5能力水平80%05綜合運(yùn)用知識(shí)的能力（涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問(wèn)題難易度）100

14、6應(yīng)用文獻(xiàn)資料的能力507實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）能力1008計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力等）509外文應(yīng)用能力510計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力511對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）1012插圖（或圖紙）質(zhì)量513撰寫水平1014實(shí)用性與科學(xué)性515規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目合理、SI制的使用等）516創(chuàng)見(jiàn)性（只分“有”或“無(wú)” ）5總評(píng)分：_ 成績(jī)等級(jí)：_評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn)： （本頁(yè)手寫）評(píng)閱教師簽名： 年 月 日 注：1.評(píng)定成績(jī)分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級(jí)，實(shí)評(píng)總分90100為優(yōu)秀，8089為良好，7079為中等，6069為及格，60分以下為不及格；2.此表用于評(píng)閱教師或?qū)＜覍?duì)畢業(yè)

15、設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)閱。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄表答 辯 會(huì) 議 紀(jì) 要 時(shí) 間（打?。┑?點(diǎn)（打?。┐疝q主持人（打?。┞毞Q（打?。┞殑?wù)（打印）答辯小組成員姓 名職稱（職務(wù)）姓 名職稱（職務(wù)）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）（手寫）答辯中提出的主要問(wèn)題及問(wèn)題的簡(jiǎn)要情況記錄： （手寫）記 錄 人：（手寫） 年 月 日答辯小組意見(jiàn)評(píng)語(yǔ)：（本頁(yè)手寫）評(píng)定等級(jí)： （手寫） 答辯負(fù)責(zé)人簽名：（手寫） 年 月 日 專業(yè)系畢業(yè)設(shè)計(jì)工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn)評(píng)語(yǔ)： （本頁(yè)手寫）最終評(píng)定成績(jī)等級(jí)： （公章）負(fù)責(zé)人簽名：年 月 日 注：畢業(yè)設(shè)計(jì)最終評(píng)定成績(jī)根據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)、評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)和答辯小組評(píng)定成績(jī)綜合評(píng)定。