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1、青 島 科 技 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： BEM600固定管板式換熱器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：裝控 104班 一 .固定管板式換熱器 1、固定管板式換熱器的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 此種換熱器的特點(diǎn)是 管束以焊接或脹接 在兩 塊 管板 上， 管板分別焊接在外殼的兩端 并在其上 連接有 頂蓋 ，頂蓋和殼體上裝有流體進(jìn)出口接管。 固定管板換熱器 性能優(yōu)點(diǎn) 性能缺點(diǎn) 一 .固定管板式換熱器 管子外表面進(jìn)行檢 查和機(jī)械清洗，不 適宜處理臟的或有 腐蝕性的介質(zhì) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造 成本較低。管內(nèi) 不易積累污垢， 污垢便于清洗。 殼程 管程 介質(zhì) 水 水 工作壓力 0.8MPa 0.8MP
2、a 進(jìn)出口溫度 70/95 130/110 流量 160t/h 1.根據(jù)已知參數(shù)進(jìn)行傳熱計(jì)算，并初選設(shè)備規(guī)格 初選傳熱系數(shù) K=1200w/( /K) 所需傳熱面積 S 換熱管選用 19 2，正三角形排列。 管內(nèi)流速 v=1.5 m/s 可計(jì)算出所需換熱管數(shù) n=332 根。 采用單殼程雙管程，管長(zhǎng) L=4.5m 殼體內(nèi)徑 D=600 mm 三 .主要設(shè)計(jì)過(guò)程 固定管板換熱器 性能優(yōu)點(diǎn) 性能缺點(diǎn) 一 .固定管板式換熱器 管子外表面進(jìn)行檢 查和機(jī)械清洗，不 適宜處理臟的或有 腐蝕性的介質(zhì) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造 成本較低。管內(nèi) 不易積累污垢， 污垢便于清洗。 二 .主要設(shè)計(jì)思路 1.根據(jù)已知參 數(shù)進(jìn)行
3、傳熱 計(jì)算 ， 并 初 選設(shè)備規(guī)格 。 2.壓力 降校核 3.傳熱面積核算 4.強(qiáng)度計(jì)算 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.根據(jù)已知參數(shù)進(jìn)行傳熱計(jì)算，并初選設(shè)備規(guī)格 初選傳熱系數(shù) K=1200w/( /K) 所需傳熱面積 S 換熱管選用 19 2，正三角形排列。 管內(nèi)流速 v=1.5 m/s 可計(jì)算出所需換熱管數(shù) n=332 根。 采用單殼程雙管程，管長(zhǎng) L=4.5m 殼體內(nèi)徑 D=600 mm 三 .主要設(shè)計(jì)過(guò)程 固定管板式列管換熱器 9 三 .主要設(shè)計(jì)過(guò)程 2.壓降校核 管程壓降 (Pa) 殼程壓降 (Pa) 四 、 強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管程 筒體計(jì)算厚度： 殼程 封頭計(jì)算厚度： mmPDP ctc 65.
4、188.085.01892 60088.02 名義厚度取 6mm mmP DP c t c 65.1 88.05.085.01892 60088.0 5.02 名義厚度取 6mm 強(qiáng)度 計(jì) 算 四、強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管板兼做法蘭 固定管板式列管換熱 器 12 鑒于本設(shè)備壓力較低，介質(zhì)為 水，主要采用 Q345R材料。 管板計(jì)算厚度 0.75d=14.25mm 結(jié)構(gòu)開(kāi)槽深度 5mm 分程隔板槽深度 4mm,最后圓整鋼 板規(guī)格 50mm 管板布管區(qū)周邊的剪 切應(yīng)力 殼體法蘭應(yīng)力 殼程圓筒軸向應(yīng)力 換熱管與管板拉脫應(yīng)力 管子應(yīng)力 2.管板厚度的計(jì)算 許用應(yīng)力 四、強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.換熱管與管
5、板的連接 本換熱器設(shè)計(jì)壓力小于 4MPa，且設(shè)計(jì)溫度小于 300 ， 操作中無(wú)劇烈的振動(dòng)，無(wú)過(guò)大的溫度變化及無(wú)明顯的應(yīng)力 腐蝕，故管板與換熱管可采用 強(qiáng)度脹接 。 四、強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.管板與殼體、管箱的連接方式 固定管板換熱器 管板兼做法蘭 ，選用 C型。 五、結(jié)構(gòu)部件的選擇 1.接管的選擇及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 接管內(nèi)徑為 150mm，進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，計(jì)算知不需要進(jìn) 行補(bǔ)強(qiáng)。 2.拉桿與定距管 拉桿定距管結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)適用于換熱管外徑 d19mm的管 束， 4根拉桿。 五、結(jié)構(gòu)部件的選擇 3.折流板 設(shè)置折流板的主要目的是為了 增加殼程流體的流速 ， 提高殼 程的傳熱膜系數(shù) ，從而達(dá) 到提高總傳
6、熱系數(shù)的目的 。同時(shí)， 設(shè)置折流板對(duì)于臥式換熱器的換熱管 具有一定得支撐作用 ，當(dāng)換 熱管過(guò)長(zhǎng)，而管子承受的壓應(yīng)力過(guò)大時(shí)，在滿足換熱器殼程允許壓降 的情況下，增加折流板的數(shù)量，減小折流板間距，對(duì)于 焊接換熱管 的手里狀況和防止流體流動(dòng)誘發(fā)震動(dòng)有一定的作用 。而且， 設(shè)置折流板也 有利于換熱管的安裝 。 五、結(jié)構(gòu)部件的選擇 4.鞍座 鞍座選取 DN600mm、重形、 120度包角、焊制、雙筋、 帶墊板鞍座，鞍座和墊板材料均選用 Q345R板材。 5.吊耳 （在管箱上設(shè)置） 五、結(jié)構(gòu)部件的選擇 防沖板 為了防止殼程物料進(jìn)口處 流體對(duì)換熱管表 面積的直接沖刷 ，應(yīng)在殼程進(jìn)口管處設(shè)置防沖 板。 防沖板
7、的固定形式為：用 U型螺栓固定 在換 熱管上。 厚度為 6mm。 五、結(jié)構(gòu)部件的選擇 6.法蘭的選擇 容器法蘭選用 甲型平焊法蘭 公稱(chēng)壓力為 1.0MPa。 五、結(jié)構(gòu)部件的選擇 接管法蘭選用 帶頸平焊法蘭 公稱(chēng)壓力為 1.0MPa。 五、總結(jié) 首先根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的要求 設(shè)計(jì)符合要求的換熱器 ， 工藝計(jì)算初選了換熱器規(guī)格，確定的換熱器 殼徑 600mm、 管子數(shù) 362、公稱(chēng)壓力 1.0MPa、管子尺寸為 19 2、管長(zhǎng) 4500mm、單殼程雙管程；進(jìn)行了管殼程壓降的核算，管程 壓降 31.1KPa，殼程壓降 45.5KPa，均符合不大于 50KPa的 要求；計(jì)算得到的 傳熱系數(shù) Ko=1291W/m2K ，傳熱安全系 數(shù)為 21.3%，滿足工藝要求。 選取 管箱、筒體和封頭 的材料均為 Q345R板材 ，確定了 筒體的厚度為 6mm；接管、換熱管的材料均選用 Q345R，接 管采用 無(wú)縫鋼管制造 ；管板材料選用 Q345R鍛件，計(jì)算所 得名義厚度為 50mm；折流板和分程隔板也選用 Q345R板材 ；折流板厚度為 6mm，分程隔板厚度為 10mm。 固定管板式列管換熱器 22 謝謝各位老師！
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