F400固定管板式換熱器設計含9張CAD圖.zip

F400固定管板式換熱器設計含9張CAD圖.zip,F400,固定,板式,換熱器,設計,CAD 設計開題報告 題　　目 F400固定管板式換熱器設計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 1 課題任務的學習與理解 1.1對設計課題的分析與簡述 換熱器（英語翻譯：heat exchanger），是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。換熱器是實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量交換和傳遞不可缺少的設備。換熱器是化工，石油，動力，食品，制藥，能源及其它許多工業(yè)部門的通用設備，在生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應用更加廣泛。換熱器即可是一種單元設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的換熱器。換熱器是化工生產(chǎn)中重要的單元設備，根據(jù)統(tǒng)計熱交換器的噸位約占整個工藝設備的20%,有的甚至高達30%，其重要性可想而知。換熱器按照結(jié)構形式可分為：固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管換熱器、填料函式換熱器。固定管板式換熱器是一種實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設備數(shù)量的40%左右，占總投資的30%-45%，隨著節(jié)能技術的發(fā)展，應用領域不斷擴大，利用換熱器進行高溫和低溫熱能回收帶來了顯著的經(jīng)濟效益。 1.2對本次課題設計目的及意義的理解 畢業(yè)課題設計是對我們大學四年所學知識的最后一次全面檢驗，是對我們基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試。其主要目的是： （1）提高我們技術資料的收集、整理、編譯和運用能力，加強技術文件的撰寫能力，使我們的語言文字在技術文件上的運用、梳理、歸納和總結(jié)的到全面的訓練。 （2）通過綜合運用所學理論知識、生產(chǎn)實踐和設計實踐知識，進行難度較大的塑料模具設計，全面提高我們獨立分析問題和解決問題的能力 ，為我們以后的工作打下良好的基礎。 2 題目研究現(xiàn)狀概述 二十世紀20年代出現(xiàn)了板式換熱器，并應用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，其結(jié)構緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國用釬焊發(fā)制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機發(fā)動機的散熱。30年代末，瑞典又制造出第一臺板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在此期間，為了解決強腐蝕性介質(zhì)的換熱問題，人們對新型材料制成的換熱器開始注意。60年代左右，由于空間技術和尖端科學的發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封的技術的發(fā)展，換熱器制造技術得到進一步的完善，從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應用。此外，自60年代開始，為了適應高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到進一步的發(fā)展。70年代中期為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎上又創(chuàng)造出熱管式換熱器。 近年來，國內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進換熱器的性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強度等方面的研究取得了顯著的成績。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，提高了效益。根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展，“十一五”期間我國經(jīng)濟增長將保持年均7.5%的速度。而石化、鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢頭，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。 據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換熱器的投資占全部投資的30%-40%，在熱電廠中，如果把鍋爐也作為換熱設備，換熱器的投資約占電廠總投資的70%。由此可見，換熱器的合理設計和良好運行對企業(yè)節(jié)約資金、能源和空間都是十分重要的。如今能源危機，為了節(jié)能降耗，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，要求開發(fā)適用于不同工業(yè)過程要求的高效換熱設備。這些年來，換熱器的開發(fā)與研究成為人們關注的課題。大量的強化傳熱技術應用于工業(yè)裝置，我國換熱器產(chǎn)業(yè)在技術水平上獲得了快速提升，板式換熱器日漸崛起。與此同時，近幾年，我國在大型管殼式換熱器、大直徑螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器、高效節(jié)能板殼式換熱器、大型板式空氣預熱器方面也獲得了重大突破。而且隨著制造技術的進步，強化傳熱元件的開發(fā)，使得新型高效換熱器的研究有了較大的發(fā)展，根據(jù)不同的工藝條件與換熱工況設計制造了不同結(jié)構形式的新型換熱器，并已在化工、煉油、石油化工、制冷、空分及制藥各行業(yè)得到了應用于推廣，取得了較大的經(jīng)濟效益。 最近幾十年來板式換熱器發(fā)展很快，主要表現(xiàn)在： （1）板式換熱器的種類越來越多，技術性能越來越好，應用范圍越來越廣。從可拆式板式換熱器發(fā)展到釬焊式板式換熱器；從半焊接式、全焊接式發(fā)展到板殼式換熱器；從對稱型發(fā)展到非對稱型；從對稱流道發(fā)展到寬窄流道、寬寬流道；從波深為3-5mm的一般板發(fā)展到波深為2-2.5mm的淺密波紋板。 （2）板式換熱器的技術性能越來越好。工作溫度從可拆式的26℃發(fā)展到板殼式的1000℃；工作壓力從可拆式型的2.5MPa發(fā)展到板殼式的8.0MPa；傳熱系數(shù)從2000W/㎡·k發(fā)展至12000W/㎡·k等等。 （3）板式換熱器的應用范圍越來越廣。板式換熱器向大型化、小型化、高性能化、專業(yè)化、多元化、裝置化發(fā)展。 3 研究的主要內(nèi)容 （1）檢索固定管板式換熱器的相關資料； （2）換熱器總體方案選擇及結(jié)構設計； （3）強度設計計算（筒體、換熱管及管板等強度設計、溫度應力計算及校核、設置膨脹節(jié)計算及選型、開孔補強設計計算等）； 4 課題的進度安排 第一階段 2018年1月13日至2018年3月11日，收集資料，閱讀文獻，完成開題報告。 第二階段 2018年2月26日至2018年4月30日，參加畢業(yè)實習，為畢業(yè)設計做好資料準備。 第三階段 2018年5月1日至2018年5月6日，查閱文獻資料，擬定設計方案，開始課題設計。 第四階段 2018年5月7日至2018年5月18日，完成設計說明書的撰寫 第五階段 2018年5月18日至2018年5月24日，依據(jù)設計步驟繪制零件圖，裝配圖。 第六階段 2018年5月25日至2018年5月28日，交論文正式稿，做好答辯前準備。 第七階段 2018年5月29日至2018年6月1日，畢業(yè)設計答辯 參考文獻 [1] 秦叔經(jīng)，葉文邦.化工設備設計全書-換熱器［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2003 [2] 工程材料實用手冊編輯委員會.工程材料實用手冊［Ｍ］.北京：中國標準出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設備設計手冊［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2005 [4] 錢頌文.換熱器設計手冊［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2002 [5] 朱振華，邵澤波.過程裝備制造技術［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2011 [6] 華南理工大學化工原理教研組.化工過程及設備設計［Ｍ］.廣州：華南理工 大學出版社，1986 [7] 趙惠清，蔡紀寧.化工制圖 ［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2015 [8] 譚蔚.化工設備設計基礎［Ｍ］.天津：天津大學出版社，2014 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日 實習報告 姓名 性別 學號 二級學院 專業(yè) 班級 實習 單位 實習 崗位 銷售 是否帶薪 是 實習單位簡介：貴州萬盛達建筑工程有限公司于2011年3月1日在貴陽市修文縣工商局登記成立。法定代表人羅萬中，公司經(jīng)營范圍包括法律、法規(guī)、國務院決定規(guī)定禁止的不得經(jīng)營等。我所在的公司是萬盛達建筑工程有限公司的分公司。 （一）實習主要內(nèi)容及進程 從2018年2月16日我從學校前往貴州萬盛達建筑工程有限公司進行培訓，一路上都在想著這個是什么樣的公司，在網(wǎng)絡上的評價對它褒貶不一，但從網(wǎng)上說的只可以作為參考來看，但我還是想要親眼去看一下這個公司到底是怎么樣的。 經(jīng)過十幾個小時的奔波終于到培訓中心了，快到達火車站的時候公司里的老師給我打了個電話，問我們到哪里了，我們倍感溫馨，到火車站之后，老師熱情的接待了我，讓我很是感動，接著老師開車把我們送回了公司，到那里之后，其他老師接待了我們，問我們路途是否辛苦，來得時候要多久，還帶我們?nèi)コ燥?，吃完飯后帶我們領了培訓的衣服，最后帶我們進了宿舍，到宿舍的時候，我們發(fā)現(xiàn)我們的床單都放好了，讓我深受感動，一問才知道是先來的同學幫我們鋪好的，然后我們也想著為后來的同學做點什么，主動幫后來的同學鋪起了床單，接連兩天接待了好多同學，在接待完所有的同學后，緊張的軍訓就這樣拉開序幕了。 在2018年2月中旬開始接受軍事培訓20天，3月9進入公司二線實習，產(chǎn)品知識培訓。要想進入公司正式工作成為萬盛達人必須要進入萬盛達建筑工程有限公司自己的培訓中心進行。 為期二十天的培訓，如果不能通過培訓中心考核，就不能進入萬盛達建筑工程有限公司。短短的二十天擁有艱難的體能訓練還擁有企業(yè)文化和產(chǎn)品知識的培訓。在這段時間里，我目睹了很多人的眼淚，看到了很多人無法接受全天候的軍訓而選擇離去，其中有很多人去鼓勵那些要離開的人，雖然有很多人還是選擇離開啦但是終究我們大部分人留了下來。在這二十天里，每天我們徒步跑5公里，1個小時的軍姿，一個小時的蹲資，學習著走正步，稍息立正等像上大學的時候的軍訓的那樣，到了晚上兩個小時的文化學習，晚上二十點休息，我們每天我們在培訓中心就是做這些，在有時候，老師還給我們做了些活動好建立我們之間深厚的團隊精神，最令我印象深刻的是一個我們需要蒙著眼睛，不能說話，每個隊員里都有數(shù)字，把它排成正確順序的活動，活動剛開始以后，我們因為沒有團隊間的默契，也是因為之前都沒有商量好，然后我們的隊員，都跑到其它團隊里面去了，讓老師都忍不住笑了，這是我們之間沒有配合，沒有團隊精神，所以我們在這么游戲里面，成為了倒數(shù)第一，在這個游戲里讓我知道了有個領導人多么的重要，有個團隊的默契是有多重要，但是往往有人沒注意到這一點，導致我們團隊是倒數(shù)第一名，我們其實挺不服的，是我們想得太多了，想得太復雜了，之前沒有好好考慮好，總算盲目的去做，在這個游戲里面，我有太多的收獲了，像每天往常的那樣，在訓練之后每天我們都拖著疲憊的身體回到休息室，一句話都不想多說，但是盡管這樣我們宿舍內(nèi)部還是依然建立了深厚的友誼，雖然我們并不是在真正的部隊，但是我們的感情也勝似戰(zhàn)友。在3月6號，全部人員進行體能考核，像學校培訓的那樣走正步，稍息，立正等內(nèi)容， 我們團隊是第三個先考核的團隊，我們很緊張但是都很興奮，這次的考核不僅僅讓我們進入了人本集團，還讓我們在側(cè)面看到了人本集團身后的企業(yè)文化，員工之間互幫互助團結(jié)友愛的氛圍。在 培訓中心雖然僅短短的二十天，但是從內(nèi)心深處已經(jīng)深刻感受到這個大企業(yè)的人性化。 3月9日正式進入公司，進入這個企業(yè)是我很久之前夢寐以求的事情，但是現(xiàn)在進入集團之后有很大的壓力，還沒有開始工作就開始擔憂做不好，3月9日進入二線學習，人事部對我們進行廠內(nèi)制度的講解還有食宿的安排，公司人員都很和善，不管有什么困難公司內(nèi)部的任何一個人都會幫助我們。每一名進入公司實習的新員工都會有一名來員工做師傅，跟著他們進行學習，在找?guī)煾抵拔覀儓F隊主管對我們進行工作之前的溝通和心理疏導，主管擔心我們新來的員工沒有足夠的耐心和吃苦耐勞的精神，堅持不下來最后會放棄這份工作。主管把我們內(nèi)心的困惑和擔憂全都說了出來，讓我們安心工作。 進入萬盛達建筑工程有限公司人人都知道的一句話就是有疑必問，有問必答。我們進入公司擁有自己的師傅，每天跟著師傅學習產(chǎn)品的操作與維護。在本公司人員，不管是任何人員都要經(jīng)過在一線做普通員工一段時間，這是對員工的考核，我在公司主要學習產(chǎn)品的操作與維護，師傅每天除了傳授我產(chǎn)品方面的知識外，還對我對產(chǎn)品銷售方面給我講解了好多課本上沒有的東西。師傅雖然沒有我的學歷高但是他多年的工作經(jīng)驗總結(jié)對我來說寶貴得很，師傅對于我平時的錯誤沒有太多的責備，有的就是諄諄的教導和經(jīng)驗的傳授，在萬盛達建筑工程有限公司里，不管是任何人，只要在工作中有疑問，即使自己的師傅不在，問其他的 師傅也是一樣的，他們也會毫無保留的告訴我們，這就是萬盛達建筑工程有限公司的人性化所在，還有在公司里沒有領導等級的劃分，有的就是老師和學生。我在公司總部真正工作的時間就整整一個月，但是我感受到了大公司所擁有的完整的制度和企業(yè)的人性化。 對于公司他自身的各項完善的制度是其他公司不能比的，而且越大的公司就越應該體現(xiàn)出其人性化，不能因為任務量較大的原因無償增加員工工作時間，這樣會造成員工的反感。只有讓員工充分感受到企業(yè)的人性化這樣才會使企業(yè)在激烈的市場競爭當中立于不敗之地。 （二）主要收獲與體會 　　在這次的在工作實習中，讓我知道了理論與實踐相聯(lián)系的重要途徑。其目的是使我們通過實習在專業(yè)知識和人才素質(zhì)兩方面得到鍛煉和培養(yǎng)。在這次實習中培養(yǎng)了我觀察問題、解決問題和向生產(chǎn)實際學習的能力和方法。培養(yǎng)我的團結(jié)合作精神，牢固樹立我的群體意識，即個人智慧只有在融入集體之中才能最大限度地發(fā)揮作用。 　　通過這次實習，使我在生產(chǎn)實際中學習到了銷售的知識及在學校無法學到的實踐知識。在向師傅學習時，培養(yǎng)了我們艱苦樸素的優(yōu)良作風。在生產(chǎn)實踐中體會到了嚴格地遵守紀律、統(tǒng)一組織及協(xié)調(diào)一致是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要，也是我們當代大學生所必須的，從而近一步的提高了我們的組織觀念。 　　我們在實習中了解到了銷售的整個步驟。通過參觀實踐，使我開闊了眼界、拓寬了知識面。通過銷售實習，對我們鞏固和加深所學理論知識，培養(yǎng)我們的獨立工作能力和加強勞動觀點起了重要作用為即將走上新的工作崗位奠定良好基礎。 　　在實習期間，我在建筑公司進行了銷售實習。在實習中，我在師傅們的熱心指導下，積極參與銷售上的談判的相關工作，注意把書本上學到的相關理論知識對照實際工作，用理論知識加深對實際工作的認識，用實踐驗證所學的理論知識，探求此項工作的本質(zhì)與規(guī)律。在這實習生活，既緊張，又新奇。回顧實習生活，感觸是很深的，收獲是豐碩的。實習中，我采用了看、問等方式，對銷售工作的開展有了進一步的了解，分析了各個團隊銷售管理有關工作的特點、方式、運作規(guī)律。同時，對各個部門的產(chǎn)品管理、人員管理等都有了初步了解。 　　當銷售是我實習的重點。因為之前我從未涉及過銷售這個內(nèi)容，所以銷售一詞在我腦海里顯的尤為空洞。起初，我沒能看出銷售的步驟有什么區(qū)別。好在有師父的提點，我漸漸的熟悉它們，并能很好的比較它們。然而就在我為自己有點成績沾沾自喜的時候，師傅跟我說我還有很多要學習的。就到我來到了其他銷售地點，然后師傅跟我說，我要記住這個地方的需求，從他們的需求上著手。讓我一下子傻了，沒想到，我還有這么多東西要學習。這讓我重新思考很久，原來所有的這些都夠我好好去摸索、學習、鉆研的了。然后師傅又給我介紹了一種新的建筑產(chǎn)品，就在我打開說明書，打算好好研究咱們的產(chǎn)品的時候，我接到了師傅給我的一個任務，那就是參與銷售工作上來。這也是我到萬盛達建筑工程有限公司以來第一次攬活兒干!有幾分驚喜，更多的是茫然，有些不知所措了。為了能下筆，我不得不自己到一線了解情況。想到自己是一個比較內(nèi)向的人，我有些退后了?，F(xiàn)在看來，其實那會兒我就是怕羞，丟不下大學生的臭架子。無奈，為了抓住這個能更好了解一線銷售工作的好機會，我只有硬著頭皮往前沖了。在走訪各個銷售的過程中，我一一向各個銷售員工討教。頓時，我覺得我有點不像我了，那虛心勁兒、那臉皮厚啊，仿佛一下子附著在我的身上。在這過程中，我還學會了另外一種本事：那就是如何去和咱們銷售老大哥們溝通，并為之后誓言要與銷售員打成一片奠定了堅實的基礎!有了這次的經(jīng)驗，此后就學會了如何去銷售了。而這又讓我總結(jié)出這樣一個道理：經(jīng)驗都是從最簡單的事情學到的。 對于各個團隊的產(chǎn)品管理，我在實習中看到，車間著重建立和完善產(chǎn)品管理制度;對各類產(chǎn)品都建立產(chǎn)品卡片;做好產(chǎn)品的日常檢查巡視，定期進行檢查、保養(yǎng)、維修、清潔，并認真作好記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。我也參與到這個工作中來。如針對當前產(chǎn)品需要、產(chǎn)品及人員情況填寫好產(chǎn)品運行記錄表和周安記錄表，另外，在團隊里，可以與職工們多溝通，并與他們建立起相互的信任。因為與人合作，如果彼此有信任就會事半功倍。 　　另外，產(chǎn)品的維修自然就會牽涉到產(chǎn)品的各種配件。這一點是我始料未及的，一想就是些瑣碎繁雜的活兒，讓人頭疼。走進倉庫我傻眼了，我?guī)缀鯚o從下手。還好有師父帶著我，一邊給我說這個東西的名稱，一邊給我講解部件是怎么干活。通過這個工作，我多少也了解了我們倉庫，也對之前產(chǎn)品上不是很懂東西對號入座了。累是累了點，可也算收獲頗豐啊。 在這段的回顧實習生活，既有收獲的喜悅，也有一些遺憾。通過實習，加深了我對銷售的理解，豐富了我銷售方面知識，使我對在銷售行業(yè)工作有了深層次的感性和理性認識。同時，由于各方面原因，仍覺得有一些遺憾。如對我銷售行業(yè)有些工作的認識僅僅停留在表面，更多的時候只是在看別人做，聽別人講如何做，未能夠親身感受、處理一些具體工作，所以未能領會其精髓。 　　通過實習，我發(fā)現(xiàn)銷售行業(yè)無論是在管理經(jīng)驗，還是基礎管理上都已儲備了一定的資源，是公司的一個不可或缺的組成部分。但我們公司還是缺少不少銷售大佬，作為新進職員的我也要加把勁，努力把自己變成后起之秀，在銷售以及產(chǎn)品管理各個方面為公司做出自己應有的貢獻。通過實習，我認識到要做好銷售行業(yè)的工作，既要注重理論知識的學習，更重要的是要把實踐與理論兩者緊密相結(jié)合。在實際銷售的工作中，要時刻牢記事無小事，以實事求是中心，一切從產(chǎn)品實際出發(fā)，不斷學習，不斷創(chuàng)新，與時俱進。 　 （三）對實習單位的建議 加強員工之間的交流，多辦活動增加團體凝聚力以及增加人性化管理。 （四）備注 說明：（1）如各欄目填寫不下，可加頁；（2）屬于實習成果的文章、調(diào)研報告等，可提供原件或復印件。 設計工作記錄 1 指導時間：20XX年03月03日 至 20XX年04月15日 作為一個即將畢業(yè)的大四學生，馬上就要到畢業(yè)答辯的時間了，今天我的畢業(yè)設計指導老師把我們組所有人召集起來進行了畢業(yè)設計指導，老師為我們講了一下畢業(yè)設計的整個過程。根據(jù)老師的指導，我的畢業(yè)設計需要查閱大量的資料，借鑒別人換熱器相關的設計，然后擬出自己的設計大綱，最終完成設計。 指導老師評語： 盡快把指出的問題改好，把沒有完成的部分先補完，再給我檢查。 3 設計工作記錄 2 指導時間：20XX年04月16日 至 20XX年04月22日 經(jīng)過了一周時間的畢業(yè)設計，我已經(jīng)查閱了幾部相關的資料，然后寫了我本次畢業(yè)設計F400固定管板式換熱器的摘要，所以我對固定管板式換熱器也有了一個基本的了解，其結(jié)構有管子，管板，管箱，殼體等零件所組成，但是也有一些考慮不明白的問題需要對老師進行提問：換熱器的裝配圖需要標注哪些尺寸？鞍座上為何一個地腳螺栓孔是圓的，一個是長圓孔？ 指導老師評語： 換熱器的裝配圖需要標注的尺寸有：外形尺寸、安裝尺寸、裝配尺寸等。鞍座上一個地腳螺栓孔是圓的，一個是長圓孔，是因為當換熱器熱脹冷縮時鞍座的一端可在基座上移動。 設計工作記錄 3 指導時間：20XX年04月23日 至 20XX年04月29日 經(jīng)過一段時間老師的指導，我對畢業(yè)設計越來越得心應手，所以我的畢業(yè)設計進度比較快，已經(jīng)設計完了對F400固定管板式換熱器的概述，目前初步涉及到固定管板式換熱器的結(jié)構設計，對于結(jié)構設計我也查閱了較多的資料，所以有了一個大概的方向。提問：殼體材料選什么？說明理由。 指導老師評語： 看參考書2有關章節(jié)，從實用性和經(jīng)濟性綜合思考。 設計工作記錄 4 指導時間：20XX年04月23日 至 20XX年04月29日 通過前面的畢業(yè)設計，我對F400固定管板式換熱器設計已經(jīng)有點熟練了，設計完了F400固定管板式換熱器的結(jié)構以及選材，接下來就是對換熱器的各種零件的尺寸計算以及流體的狀態(tài)和流速等的計算，需要查閱固定管板式換熱器設計相關的公式進行計算。提問：換熱管排列方式有哪些？ 指導老師評語： 換熱管在管板上的排列有正三角形、正方形和同心圓排列三種方式。 設計工作記錄 5 指導時間：20XX年05月07日 至 20XX年05月13日 對于本次F400固定管板式換熱器的相關計算比較難，所以去跟老師討論的次數(shù)也比較多，因而花費的時間也就比較長，所以在這一段時間里都在進行著F400固定管板式換熱器的各種結(jié)構相關計算。提問：管板厚度的確定應該考慮哪些因素？ 指導老師評語： 看參考書1和4的相關內(nèi)容。 設計工作記錄 6 指導時間： 20XX年05月21日 至 2018年05月28日 這次畢業(yè)設計即將要結(jié)束了，最后一部分的設計是對F400固定管板式換熱器的強度校核，所以最后的計算和校核所花費的時間是最長久的，通過這一段時間的設計，我對F400固定管板式換熱器有了一個徹底的認識，但還有很多不足需要跟老師好好學習。提問：物料從換熱器上如何進出？ 指導老師評語： 看裝配圖上的管口表。 答辯記錄表 題目 F400固定管板式換熱器設計 學生姓名 學 號 學 院 專 業(yè) 趙天佑 答辯時間 答辯地點 指導教師 答辯組成員 答辯記錄： 1.F400固定管板式換熱器是怎么設計的？ 答：F400固定管板式換熱器是由管箱、殼體、管板、管子等零件所組成，兩種流體需要在換熱器中進行傳熱，而且是不能接觸式的傳熱，所以就需要嚴格的計算流體在換熱器中的沖擊強度、腐蝕以及傳熱過程中的熱應力等因素進行選材和材料大小、厚度的選擇。 2.管子材料是什么？為什么選擇這種材料？ 答：選擇0Cr18Ni9作為管子材料，這種材料含碳量小于千分之一；含鉻百分之十八；含鎳百分之九的不銹鋼，在很多需要傳熱的設備中廣泛應用，有很強的傳熱能力。 3.分程隔板有什么作用？ 答：分程隔板有殼程分程的作用，可以將單殼程分為雙殼程或三殼程等更多殼程。 記錄人： 設計答辯資格審查表 題 目 F400固定管板式換熱器設計 學生姓名 學? 號 專 業(yè) 指導教師 內(nèi)容綜述： 換熱設備在很多行業(yè)部門都會有應用，而且極為廣泛，比如煉油在煉油、石油化工等各領域，它可以適用于有關傳熱的各個方面。 F400固定管板式換熱器也就是換熱設備中的一種，其換熱效率、設備所屬體積大小以及對于金屬的消耗比不上現(xiàn)今出現(xiàn)的新型換熱器，但是它也有很多其他換熱設備所不具有的各種優(yōu)良品質(zhì)，就比如在結(jié)構堅固、彈性大小、可靠性高、使用范圍等方面，因此固定管板式換熱器在各個行業(yè)得到廣泛應用。 想要保證固定管板式換熱器的強度和使用時間長短，就需要設計合理的結(jié)構，所以就需要在材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體性質(zhì)和維修與清洗等等各個因素上考慮來選取一種合理的結(jié)構。 因為使用的情況不同，就算是同一種形式的換熱器也要使用不一樣的的結(jié)構。我們在工程設計的時候，要盡可能的選取定性系列的產(chǎn)品，或者是按照一定的要求來設計，這樣才能達到在工藝方面的條件（設計出在一定的情況下最優(yōu)良最節(jié)省材料最實用也容易生產(chǎn)的換熱器等）。 本文經(jīng)過本人的反復修改終于定稿，本人已經(jīng)做好了答辯的準備，特此提出答辯申請，請予批準！ ?? ?? 申請人簽名： 日 期： 資? 格? 審? 查? 項? 目 是 否 01 工作量是否達到所規(guī)定要求 ? 02 文檔資料是否齊全（任務書、開題報告、定稿論文及其相關附件資料等） ? 03 是否完成任務書規(guī)定的任務 ? 04 完成的成果是否達到驗收要求 ? 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設計（論文） 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查小組意見： 符合答辯資格，同意答辯 R 不符合答辯資格，不同意答辯□ 審查小組組長（簽章）： ??? 年??? 月??? 日 F400固定管板式換熱器設計 摘 要 換熱設備在很多行業(yè)部門都會有應用，而且極為廣泛，比如煉油在煉油、石油化工等各領域，它可以適用于有關傳熱的各個方面。 F400固定管板式換熱器也就是換熱設備中的一種，其換熱效率、設備所屬體積大小以及對于金屬的消耗比不上現(xiàn)今出現(xiàn)的新型換熱器，但是它也有很多其他換熱設備所不具有的各種優(yōu)良品質(zhì)，就比如在結(jié)構堅固、彈性大小、可靠性高、使用范圍等方面，因此固定管板式換熱器在各個行業(yè)得到廣泛應用。 想要保證固定管板式換熱器的強度和使用時間長短，就需要設計合理的結(jié)構，所以就需要在材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體性質(zhì)和維修與清洗等等各個因素上考慮來選取一種合理的結(jié)構。 因為使用的情況不同，就算是同一種形式的換熱器也要使用不一樣的的結(jié)構。我們在工程設計的時候，要盡可能的選取定性系列的產(chǎn)品，或者是按照一定的要求來設計，這樣才能達到在工藝方面的條件（設計出在一定的情況下最優(yōu)良最節(jié)省材料最實用也容易生產(chǎn)的換熱器等）。 關鍵詞：固定管板式換熱器；使用范圍；結(jié)構設計 ABSCHACT Heat exchanger is widely used in many industries, such as refining, petrochemical and so on. It can be used in all aspects of heat transfer. F400 fixed tube-plate heat exchanger is one of the heat exchangers. Its heat transfer efficiency, the size of the equipment, and the consumption of metals are not as good as those of the new type of heat exchangers. However, it also has many excellent qualities that other heat transfer equipments do not have, such as solid structure, elastic size, high reliability, application range and so on. Therefore, fixed-tube plate heat exchanger is widely used in various industries. In order to ensure the strength and the use time of the fixed tube plate heat exchanger , it is necessary to design a reasonable structure , so it is necessary to select a reasonable structure on various factors such as material , pressure , temperature , wall temperature difference , scaling , fluid property and maintenance and cleaning . Because of the different conditions, even the same type of heat exchanger has to use a different structure. When we design our projects, we should choose as many qualitative products as possible, or design them according to certain requirements. Only in this way can we meet the technological conditions (design the best, most economical, practical and easy to produce heat exchangers, etc.) under certain circumstances. Key words：fixed tube-plate heat exchanger; scope of use; structural design 目 錄 1 前言 1 1.1概述 1 1.1.1換熱器的類型 1 1.1.2換熱器 1 1.2設計的目的與意義 2 1.3管殼式換熱器發(fā)展的情況 2 1.4殼層強化傳熱 2 1.5管層強化傳熱 3 1.6增加管殼式換熱器傳熱能力的方式 3 2 換熱器結(jié)構論述 5 2.1換熱器管形的設計 5 2.2 換熱器管徑的設計 5 2.3換熱管排列形式的設計 5 2.4 管、殼程分程設計 5 2.5折流板的結(jié)構設計 6 2.6管、殼程進、出口的設計 6 2.7 選材方法 6 2.7.1 管殼式換熱器的選型 6 2.7.2 兩種流體流徑的選擇 9 2.7.3 流速的選擇 9 2.7.4材質(zhì)的選擇 10 2.7.5 管程結(jié)構 10 3 管殼式換熱器的熱力計算 11 3.1確定一般參數(shù) 11 3.2傳熱量與水流熱量 11 3.3有效平均溫差 12 3.4結(jié)構初步設計 12 3.5管程換熱系數(shù)計算 13 3.6殼程換熱系數(shù)計算 14 3.7總傳熱系數(shù)計算 15 3.8管壁溫度計算 16 3.9管程壓降計算 16 3.10殼程壓降計算 17 4 換熱器的結(jié)構設計 19 4.1 換熱器殼體壁厚計算及校核 19 4.2 換熱器封頭的選擇及校核 20 4.3容器法蘭的選擇 20 4.4 管板 21 4.5 管子拉脫力的計算 22 4.6 計算是否安裝膨脹節(jié) 23 4.7折流板設計 25 5 強度壓力計算和校核 28 5.1殼體厚度校核 28 5.2 管子拉脫力校核 28 5.3開孔補強的計算 30 小 結(jié) 31 參考文獻 32 致 謝 33 1 前言 1.1概述 1.1.1換熱器的類型 固定管板式換熱器一直是使用在社會前沿的一種換熱器，也就是應用最廣泛的間壁式換熱器，其結(jié)構是由管箱、殼體、管板、管子等一些零件所組成的。而傳熱面就是管束的管子面。它主要特點是結(jié)構比較緊密，排管比較多，在一樣的直徑之下?lián)碛休^大的傳熱面，結(jié)構簡單，容易制造，所以在高溫、高壓和大型裝備上使用固定管板式換熱器就比較多。為了讓流體傳熱更加快速有效，一般都會在殼體內(nèi)安裝一些折流擋板，這些折流擋板是與管束相互垂直的。折流擋板即可以防止流體產(chǎn)生短路、能讓流體流動速度更快，還能讓流體依照折流擋板所形成的方向錯流流過管束，可以大大提升流體的湍流。 兩種流體在列管式換熱器中溫度不相同，因此作為管束和殼體溫度也會不同，所以導致其熱膨脹的程度也就不同。若兩種流體的溫差過大（一般50℃以上），可能會使設備因為熱應力發(fā)生形變，情況嚴重可能彎曲和變形，因此需要提前想好熱膨脹所產(chǎn)生的作用。 1.1.2換熱器 換熱器作為傳熱設備到處能夠見到，尤其是工業(yè)中，特別是耗能用量比較大的領域，所以不止在工業(yè)領域，在其他需要能量的領域也會隨處可見，在應用上具有很大的需求量，所以相對在生產(chǎn)中也比較多。因為生產(chǎn)規(guī)模、材料的性質(zhì)、傳熱的條件等不同，所以換熱器也是種類繁多，各色各異。 依照使用的方法不同有加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器幾種類型。依照傳熱原理的不同可以分為三大類：直接接觸式、蓄能式、板、管式。 板、管式換熱器。這種換熱器使兩種流體分別在管子與殼體之中，不能相互接觸，能量只能從熱介質(zhì)通過金屬或非金屬傳輸入冷介質(zhì)。而這類換熱器的使用量也是特別大，占總使用量的99%甚至更多，這種換熱器也就是我們經(jīng)常所說的管殼式、板式、板翅式或者板殼式換熱器。因此這種換熱器只能在兩種介質(zhì)不可以直接接觸的情況下使用。 直接接觸式換熱器。這類換熱器是在兩種介質(zhì)觸碰之下相互傳遞能量的，傳熱量的影響因素之一就是傳熱面積，這種換熱器的兩種傳熱介質(zhì)一般為氣體和液體，其主體一般是塔設備，但是經(jīng)常會觸及到傳質(zhì)方面，因而不容易跟塔器進行區(qū)別，其歸口就是塔式設備，我們一般都能夠見到的電廠所用的涼水塔就是直接接觸式換熱器。 蓄能式換熱器可以簡單稱之為蓄能器。這類換熱器因為使用流程較為復雜，所以用量就比較少，這種換熱器的原理是通過一種熱容量大的固體物質(zhì)，首先使用熱介質(zhì)將能量傳輸給固體物質(zhì)使其達到一定的溫度后，冷介質(zhì)由被加熱的固體物質(zhì)繼續(xù)加熱，從而達到傳熱的目的。這類換熱器占地面積較大，并且不存在能夠?qū)煞N介質(zhì)完美隔開。 對于以上三種換熱器的使用最多的是板、管式換熱器。而板、管式換熱器依靠其結(jié)構的分類又可以分為管殼式換熱器和緊湊式換熱器。 管殼式換熱器又可以分成幾種不同類型的換熱器，固定管換熱器就是管殼式換熱器之一。固定管板式換熱器因為其使用量特別大，所以一般作為傳統(tǒng)的標準換熱設備。因為固定管板式換熱器有很多其他換熱器所不具有的優(yōu)良品質(zhì)、材料使用比較便宜以及清洗相對容易，所以使得固定管板式換熱器才能夠在長期的傳熱設備競速發(fā)展中得以留存下來。 固定管板式換熱器作為使用最普遍的換熱器是將管束用特定的辦法固定的管板上，而管板則是裝置在殼體內(nèi)部。 1.2設計的目的與意義 為了使不同溫度的介質(zhì)之間達成能量的交換，從而讓能量能夠充分利用，而不是時期浪費，我們就需要設計出能夠完成這一目的的換熱器，它的名一個名字被叫做熱交換器?；どa(chǎn)經(jīng)常需要這種產(chǎn)品，因此換熱器是化工生產(chǎn)中必不能少的設備。 換熱器中至少需要兩種流體，一種流體能量較高，另一種流體能量較低，能量較高的流體通過換熱器將能量傳遞給能量較低的流體。在工程中不止只有兩種流體傳熱的換熱器，也有多種流體進行傳熱的換熱設備，不過其原理都差不多相同。 管殼式換熱器在很多方面不如跟新型的換熱器，但是其擁有結(jié)構勞固、彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)良品質(zhì)，所以其能夠普遍適用于各種行業(yè)。 1.3管殼式換熱器發(fā)展的情況 現(xiàn)代社會的新工藝、新技術、新材料都在不停的發(fā)生各種更新，這種更新影響著社會對于管殼式換熱器的需求。換熱器的不同的性能也會產(chǎn)生不同的影響，可想而知制造精良的換熱器在產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)的經(jīng)濟性還有可靠性等方面比較優(yōu)良，所以生產(chǎn)出精良的換熱器是很有必要的?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多發(fā)達國家對于熱回收率已經(jīng)到達96% ，換熱設備在石油煉廠的消耗量跟其他設備相比也在大大增加。管殼式換熱器在所有換熱器中的使用量大概70%。其他的是各種高效緊湊式新型換熱器和蓄熱器等，然而各種高效傳熱元件的進步也是特別的快。隨著所有工業(yè)方面的裝備更加的先進，換熱器也逐漸變得大型化。現(xiàn)在換熱器已經(jīng)在高速發(fā)展和更新，為了滿足換熱器在社會中的需求，現(xiàn)在換熱器達到了高大上的系別。 這種換熱器理論研發(fā)和設計技能完善，使用可靠性優(yōu)良的一種換熱器。如今很多國家為了對于換熱器的傳熱性能需要得到更大的加強，現(xiàn)在已經(jīng)開始重點研發(fā)。加強導熱有3 種基本路徑增高導熱系數(shù)、加大導熱面積和增大導熱溫差，研發(fā)都聚集在增強傳熱面之上。 1.4殼層強化傳熱 一些平常的固定管板式換熱器的流體在殼體側(cè)面產(chǎn)生折返以及在進口和出口連段的區(qū)域，讓殼側(cè)的給熱系數(shù)發(fā)生了變化。對于殼測所進行的加強傳熱研究，也有管型與管間支撐物的研究。 1.5管層強化傳熱 所有人想盡各種能夠強化傳熱的辦法，其實所有的辦法也就是兩種，而這兩種辦法之一就是如果能夠改變傳熱面粗糙度則可以強化傳熱，另一種辦法就是在傳熱面和流體介質(zhì)要走過的線路上插入板狀物，致使流體跟管子交錯的機會更大。要使傳熱面更加粗糙，而作為傳熱面的管子面就需要改變，其方法比如在管子面上開螺紋，或者即開螺紋又開槽以及改變管子的形狀。我們國家也有管子面開了螺紋的螺紋管，對于螺紋管其規(guī)定為翅化率1.3～2.9(<3)，其他的國家都有螺紋管，只是因為發(fā)達國家將都交給商業(yè)上管理，所以有商品化低翅管的說法。就舉幾個比較典型的例子，德國作為發(fā)達國家在螺紋管上的研究比較先進，其管內(nèi)傳熱效率比光管更加明顯，它在不同的雷洛系數(shù)之下所能夠提升的傳熱效率有著明顯的差別。中國沈陽市一個公司也制造了不同的螺紋管換熱器，這個公司開發(fā)的超薄壁(δ= 015mm) 不銹鋼波紋管換熱器在國內(nèi)也是又在社會前沿，作為比較先進的螺紋管出現(xiàn)在人們面前，該換熱器雖然叫做超薄壁不銹鋼螺紋管換熱器，其字面意思可想而知應該能夠承受的壓力比較小，但是恰恰相反，這個超薄壁螺紋管換熱器在壓力上可達8MPa以及以上。該換熱器有著其他換熱器所沒有的最大的優(yōu)點是在冷流體和熱流體的不同溫度作用可以使換熱管產(chǎn)生伸縮性，而這種伸縮性最大的好處是解決了管式換熱器殼程比較難清洗的問題，在一伸一縮的作用下致使其流體沉淀自發(fā)的掉落，所以該類型的換熱器防垢比較強，而且即使一些流體結(jié)垢也可以自發(fā)除垢。其傳熱能力上也是比較先進甚至超過德國的螺紋管傳熱系數(shù)。 1.6增加管殼式換熱器傳熱能力的方式 跟管殼式換熱器傳熱方面的能力強弱有關的因素有三個，以下三個點就對于管殼式換熱器傳熱方面能力的決定因素做出了重點說明。 （1）改變冷、熱流體的平均對數(shù)溫差 影響冷、熱流體平均對數(shù)溫差的因素一般有三點，跟流體所流過路徑有關的流體進出口溫度、流體流經(jīng)的路線和換熱的流程。若換熱器中流體的溫度可以因為流經(jīng)換熱面產(chǎn)生能量的變化，則此時如果兩種流體在逆流的情況之下平均溫差最大，如果順流的情況之下那么平均溫差就是最小，而這個只是我們對兩種情況之下的假象分析，所以在現(xiàn)實情況下我們設計換熱器，兩種流體就不會出現(xiàn)上述的狀態(tài)，一般應用錯流的方式，此時的平均對數(shù)溫差就會在上述兩種情況之間，就是在逆流和順流之間。通過分析雖然不能在設計的時候讓平均對數(shù)溫差出現(xiàn)絕對逆流情況，但是我們可以盡可能的讓其出現(xiàn)更多的逆流，才能使兩種流體的平均溫差更大致使換熱器的傳熱能力變得更加強大。 （2）選擇合適的管程和殼程介質(zhì) 我們一般在設計固定管板式換熱器的時候都會考慮到在殼程內(nèi)加入折流擋板，畢竟折流擋板可以使殼程內(nèi)流體更為充分的傳熱，所以在有折流擋板的情況之下則需要考慮雷諾系數(shù)Re>100時，殼程內(nèi)流體為湍流，此時的各種狀態(tài)的流體對流程的選擇就需要慎重考慮呢，所以若流體的狀態(tài)是黏度小或者流量小，則會考慮作為殼程流體；因為殼程比較難于清洗，如果讓黏度小或者小流量的介質(zhì)走殼程一般在結(jié)垢和沉淀方面會比較少，所以會使換熱器的使用時間更久壽命更長；在經(jīng)濟性上，為了使產(chǎn)品更高效的發(fā)揮作用，就需要合情合理的選擇介質(zhì)的流程，有時候用到的介質(zhì)是一種具有比較極端的特性(高溫、高壓和腐蝕性強)的介質(zhì)，此時這種介質(zhì)就需要走管程。在這里就強調(diào)上述比較特殊的介質(zhì)所適合的流程，所以在設計換熱器的時候就需要慎重考慮介質(zhì)適合的路徑。 （3）應用加強管殼式換熱器傳熱的結(jié)構方式 在換熱器設計中，這種方法一般應用特別平常，因為每一臺換熱器都可以達到粗糙壁面，加強管殼式換熱器的不僅有粗糙壁面，運用高效能傳熱和靜電場強化傳熱以及攪拌都可以。 2 換熱器結(jié)構論述 2.1換熱器管形的設計 管子面作為傳熱所需壁面，設計良好的管子外部形狀能夠加強傳熱效率，管子外部形狀有兩種，一種是管子外表面不做任何改變而只是改變管子形狀的光管，另一種是在光管上面加上螺紋的螺紋管。在條件不變的情況下，傳熱面的大小上進行比較，螺紋管能夠提升二倍不止。而且，流體在流過管束的時候因為流動狀態(tài)不同，那么流體傳熱效果也會不同，然而螺紋管的外螺紋可以改變流體的邊界層，從而使流體的流動狀態(tài)發(fā)生改變。如果條件不允許的情況下必須要使用不清潔易結(jié)垢的流體，那么螺紋管上的螺紋就能起到很大的作用，因為螺紋管的外表螺紋沿著軸向的漲縮可以使流體流過所形成的沉淀脫落，達到自動清潔的目的，并且能夠流體結(jié)垢，導致殼程熱阻降低，從而使傳熱效率更高。 2.2 換熱器管徑的設計 在條件允許的情況下，減小換熱管的直徑是很有必要的，因為單位體積的流體流過管徑相對小的換熱管時其傳熱效率更高，而且在結(jié)構方面會使其構造緊湊，材料的消耗相對較少，最為重要的一點就是增加換熱器的傳熱系數(shù)，設計換熱器的結(jié)構時在管程介質(zhì)符合清潔的條件的情況下，可以相對減小換熱管直徑，從而達到高效換熱的目的。實驗數(shù)據(jù)表明所有條件相同的情況下，對于兩種直徑相差6mm的管子Φ19mm 和Φ25mm 進行比較，其傳熱面積發(fā)生了極大的變化，前一種比后一種大30%～40%，能夠節(jié)省的材料在20%以上。 2.3換熱管排列形式的設計 管子的排列形式有三種情況，這三種排列不同所產(chǎn)生的差別也會發(fā)生很大的變化，其排列分別為等邊三角形、正方形和同心圓等，所選殼程中流體的結(jié)垢情況以及污垢清洗情況不同則需要選擇不同的管子排列，因為當流體不易結(jié)垢或結(jié)垢之后清洗污垢的方法是化學法的時候，運用三角形排列可使換熱器外徑減小15%；管束的清潔方式可以分為幾種，而清潔方式的不同也會影響設計中對于管子排列的選擇，當其清潔方式為機械清潔時就要選擇正方形排列；同心圓排列形式可以在設計換熱器要求小于300mm的情況下使用，其目的是為了讓管束排列更為緊密。 2.4 管、殼程分程設計 對于一般的管程，我們通常的說法有1～8程的說法，不過一般人們常用的有三種1、2或4管程。如果增加了管程數(shù)，那么就會有好的方面，當然也有不好的方面，好的方面就是管子內(nèi)流體的流動速度加快，而相應的傳熱膜系數(shù)也會增加，但是一般管子內(nèi)流體的流速一般情況下會被管程壓力降等限制，在這里介紹幾種工業(yè)上在一般情況下用到的流速：在一般水和與其相似的液體在管程內(nèi)取1～1.5m/s，對于大型冷卻器的冷卻水流速可以增加到3m/s,氣體和蒸汽的流速一般選取不同的氣體或蒸汽就需要選不同的流速，其選擇范圍是8～30m/s。對于管程數(shù)本次設計要求是雙管程。 對于殼程數(shù)的增加則使用縱向隔板，這樣就可以使流體在殼體內(nèi)流速加快，從而達到增加換熱器傳熱的目的。單殼程的換熱器可以在其中隨意加入各種形式的折流板，折流板的作用就是增加流速，加強傳熱。殼程分程要比兩個換熱器串聯(lián)的情況便宜，一般在必要的情況下選擇在殼程中加入縱向隔板來分殼程。對于本次設計則要求使用雙殼程。 2.5折流板的結(jié)構設計 在殼體內(nèi)加入折流板擁有較多的好處，流體流過的時候有在折流板的作用下可以改變流體流動方向，導致流體在殼體內(nèi)任意錯流，并能增加流體的湍流，更好的進行傳熱。 折流板的形式有很多種，一般情況下都會選用圓缺形折流板，但是有時候也會因為各種因素的影響而選擇使用其他形式折流板，比如弓形折流板、盤環(huán)形折流板、折流桿或者弓形缺口處沒有管子的結(jié)構，而這種折流板的選擇在考慮壓降、管子的振動或管子支撐和為了加強傳熱效率的情況下。 有的時候可能使用折流板沒有明顯的作用，這樣的情況下我們就選擇不使用折流板，一般是在殼程蒸發(fā)，冷凝操作或管程傳熱膜系數(shù)很低的情況下，這些時候加入折流板只會起到管子支撐作用，所以可以選擇不使用折流板。一般情況下我們選擇使用折流板是等間距的，有時候選擇折流板不等間距可以使傳熱更加有效，比如不凝性氣體的冷凝操作。 2.6管、殼程進、出口的設計 我們一般在設計管程進、出口的時候要考慮到流體流過之后對于進出口的沖擊的影響，也就是我們通常所說的壓降的影響，之后就需要計算進、出口的管經(jīng)： ρω2<3 300(ρ 流體密度，kg/m3；ω 流體進、出口流動流速，m/s) 一般情況下都是將管程進、出口放在殼測的頂部或底部，這樣可以起到還很大的作用，即讓流體在流過的時候分布更加均勻，讓傳熱更為有效。 殼程流體在經(jīng)過進、出口，如果因為流速過快或者因為流體中混雜有較多的顆粒狀固體物時就會產(chǎn)生對進出口的沖擊，這是一種不好的現(xiàn)象，而為了預防這一現(xiàn)象出現(xiàn)沖擊殼程進出口，一般我們需要在進出口設置防沖板，防沖板的作用就是要在進出口減緩流體流動速度，對進出口進行保護，這樣可以使換熱器使用時間更久；不止需要在物質(zhì)上預防流體沖擊，在必要的情況下我們也要適當控制流體流動速度： ρω2<2200 2.7 選材方法 2.7.1 管殼式換熱器的選型 管殼式換熱器只是一個大致的方向，它是包括了幾種換熱器形式的一種統(tǒng)稱，所以它是把管子跟管板連接，然后使用殼體進行固定的一類換熱器，我們本次的換熱器設計為固定管板式換熱器，因此對相關換熱器進行一個介紹。 （1）固定管板式換熱器： 如圖2-1中所示，固定管板式換熱器的一側(cè)管板與殼體的連接方式為焊接，殼程的進出口管也是使用焊接得方法焊接在殼體上，的其結(jié)構基本上有四個部分組成，分別是管箱、殼體、管板、管子等零件。固定管板式換熱器能夠在社會生活中得到普遍的使用，是有一定道理的，因為其結(jié)構相對簡易，制造成本比較低，在設計過程中可以得到跟其他換熱器相比較殼體直徑最小，而且在分程上可以分成多管程以及雙殼程的換熱器，因此可以供我們選擇的項目較多。當然作為一個換熱設備有其優(yōu)點也就會有缺點，這種換熱器最大的缺點也就是管殼式換熱器所共有得缺點，那就是殼程在清洗方面不太容易，一般在選擇殼體介質(zhì)的時候多選用不易結(jié)垢和可以使用化學方法清洗的介質(zhì)，能夠使換熱器使用時間更久或者結(jié)垢方便清洗，而且該類換熱器在檢查的時候也比較困難，所以有些對換熱器危害比較大的臟亂介質(zhì)和腐蝕性強的介質(zhì)不宜選用。 圖1 固定管板式換熱器 （2）浮頭式換熱器： 浮頭式換熱器跟其他換熱器相比較有一個最大的特點是只有一邊的管板與殼體固定另一邊的管板在殼體內(nèi)自由浮動，所以浮頭式換熱器的名稱也是由此而來，自由浮動的一邊就被成為浮頭，如圖2-2。浮頭式換熱器的這種特點使它對殼體和管束的熱膨脹系數(shù)不產(chǎn)生影響，所以兩種流體任意的溫差都不會對換熱器產(chǎn)生溫差應力。在設計方面浮頭式換熱器可以設計為可拆卸式的也可以設計為不可拆卸式的，因此如果設計為可拆卸式的那么換熱器的管束可以任意的抽出或者插入，這就可以在換熱器的檢修和清洗方面提供便捷。這種換熱器因為浮頭的存在，導致其安裝的時候在封密性上要謹慎對待，稍有不注意就使浮頭端的小蓋在操作的時候產(chǎn)生流體的泄露。 圖2 浮頭式換熱器 （3）U型管式換熱器 該換熱器的結(jié)構類型是將其彎曲成一個U形，所以被叫做U形管式換熱器，換熱器的兩側(cè)殼體固定在同一個管板上。 圖3 U型管式換熱器 其特點是：因為殼體和換熱管是分開形式，所以不需要考慮其熱膨脹，其跟浮頭式換熱器不同，沒有浮頭且只有一塊管板，因此使該換熱器成本較低，結(jié)構也是簡單容易制造。這種換熱器的管束可以抽出，所以使管子外壁容易清洗而殼體清晰困難，那么設計的時候就不能選擇清潔的介質(zhì)或不易結(jié)垢的介質(zhì)。該類換熱器在管子的更換方面只能更換管束外部的管子，內(nèi)部的管子不能更換，所以就要重點保護管束內(nèi)部的管子使其不要受到創(chuàng)傷，還有的缺點是因為管束內(nèi)部存在空隙，當流體流過管束的時候會在其內(nèi)部形成短路，大大降低其傳熱效率。管板上排列的換熱管不能使其結(jié)構緊湊。其彎管的部分曲率不同，管子長度不均勻，導致物料分布不如固定管板式換熱器。最大的一點是其因為滲漏很容易使換熱管產(chǎn)生堵死，將會大大降低傳熱面積。 （4）外填料函式換熱器 此類換熱器可以在一些特殊情況下使用，有一些其他換熱器不能使用的較嚴重腐蝕性的介質(zhì)，但是這中換熱器殼程不能承受稍高的壓力，更加適用于因為溫差較大而常換管束的冷卻器。在結(jié)構上它跟固定管板式換熱器和浮頭式換熱器有相近的地方，但是也要優(yōu)越很多，它可以吸取浮頭式換熱器的優(yōu)點，而且雖然跟固定管板式換熱器相近，但沒有其缺點，跟浮頭式換熱器相比結(jié)構簡單，容易制造，可以更容易的檢修于清洗。 這類換熱器也有其欠缺的地方，有些介質(zhì)可能有著易發(fā)揮、易爆、貴重、有毒和易燃的特點，而這些介質(zhì)都不能在外填料函式換熱器中使用。 現(xiàn)今的外填料函式換熱器不能使其直徑過大，在操作壓力和溫度上也需要一定的限制，壓力的最高極限為20MPa。 2.7.2 兩種流體流徑的選擇 我們一般在設計的時候都要考慮到兩種流體傳熱系數(shù)不匹配的情況，則需要盡量提高傳熱系數(shù)小的，讓兩種流體擁有差不多大小的傳熱系數(shù)；在各種不同的設備之中想盡辦法減小能量的流失，即傳熱的設備減少熱量流失，降溫的設備減少冷量流失；管殼式換熱器最大的缺點就是殼體內(nèi)部清洗和檢修比較困難，所以盡量選擇不易結(jié)垢和腐蝕性強的流體流徑為管程，對于流體流徑的選擇應按照以下標準： （1）比較臟亂以及容易沉淀的介質(zhì)就要選擇容易輕易的路徑。 （2）如果是腐蝕性的流體則盡量選擇以管程為路徑，防止其腐蝕殼體以及管束，而且固定管板式換熱器的管子比較容易清洗與檢修。 （3）對于有些壓強高的流體就要選擇走管程，壁面殼體被壓，但是也有在特殊情況下，冷卻介質(zhì)循環(huán)水操作壓力高，適合走管束。 （4）飽和蒸氣選擇管間路徑，這樣能夠及時讓冷凝液排出，并且蒸汽比較干凈，冷凝傳熱系數(shù)和流速沒什么聯(lián)系。 （5） 一種流體被冷卻，那么吸收熱量的流體走管程可以讓被冷卻的流體容易散熱，增加傳熱效果。 （6）如果為了增加流體的對流傳熱系數(shù)，那么選擇該流體走管程，因為管程流通面積小于殼程，并且管程有可以增加多管程的優(yōu)勢。 （7）粘度大和流量小的流體選擇走殼程，因為在殼體內(nèi)有折流擋板在一定的雷諾系數(shù)條件下可以增加流體湍流，能提升對流傳熱系數(shù)。 （8）如果兩種介質(zhì)溫度差別較大，那么選擇溫度系數(shù)大的流體流徑為殼程，主要是為了減小殼壁與管壁的溫差，而一般管壁的溫度與溫度系數(shù)大的介質(zhì)想接近。 通過以上的總結(jié)，明確了我這次的兩種流體的水走殼程而煙道氣走管程。 2.7.3 流速的選擇 表1 換熱器常用流速的范圍 介質(zhì)流速 循環(huán)水 新鮮水 一般液體 易結(jié)垢液體 低粘度油 高粘度油 氣體 管程流速，m/s 1.0～2.0 0.8～1.5 0.5～3 >1.0 0.8～1.8 0.5～1.5 5～30 殼程流速，m/s 0.5～1.5 0.5～1.5 0.2～1.5 >0.5 0.4～1.0 0.3～0.8 2～15 流體在換熱器中的流速不同可能產(chǎn)生的影響轉(zhuǎn)變較大，流體的高流速會使對流傳熱系數(shù)變大，使流體的結(jié)垢不容易管束外表面沉積，也就是減小了污垢熱阻，但是可能會減小流體傳熱的面積，流蘇增大可能使流體不易通過，增加阻力，那么相應的碎語動力的損耗增加。所以我的設計中選擇煙道氣的流速為2m/s。 2.7.4材質(zhì)的選擇 影響固定管板式換熱器材料選擇的因素本來比較多，但是最典型的我們就選取壓強、溫度及流體的腐蝕性等。一般在高溫的時候的選材可能會影響到其他的各種選材條件，所以在這種情況下就需要進行慎重的考慮以及查閱資料進行選材。同時具有符合所有選材條件的材料是很少見的。對于材料的選擇只能從我們目前常用的金屬材料有（碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、銅和鋁等）和非金屬材料（石墨、聚四氟乙烯和玻璃等）之中來考慮。最后我們考慮各種因素最符合本次設計的材料是Q235材料。 2.7.5 管程結(jié)構 下圖2-4所示為管程結(jié)構的幾種方式，對于管程結(jié)構一般的選擇是三角形的結(jié)構方式，但是也會根據(jù)各種換熱器的情況不同進行不同的選擇。 這幾種排列方式各有其優(yōu)點，（c）結(jié)構緊湊；（a）排列方式機械清洗。多管程換熱器可以根據(jù)自己所設計的換熱器形式不同進行適當?shù)慕M合，一般人為了使管束內(nèi)部表現(xiàn)的比較緊湊則選擇（c），然后因為管束外部需要安裝隔板，所以一般就選擇（a），這樣就是使用（a）（c）的組合來完成管程的排列。 (a) 正方形直列????（b）正方形錯列 ?? (c) 三角形直列? （d）三角形錯列? （e）同心圓排列 圖4 換熱管管板上的排列方式 35 3 管殼式換熱器的熱力計算 3.1確定一般參數(shù) 因為對于定性溫度可以選擇進出口的平均溫度。 那么我們選擇殼程流體的定性溫度為水：t=85℃ 選擇管程流體的定性溫度煙道氣：T=380℃。 水在85℃的有關物性數(shù)據(jù)如下： 密度 ρ1=995.7kg/m3 定壓比熱容 Cp1=4.174kJ/(kg·℃) 熱導率 λ1=0.618W/(m·℃) 粘度 μ1=8.05×10-7Pa·s 煙道氣在380℃的有關物性數(shù)據(jù)如下： 密度 ρi=1.338kg/m3 定壓比熱容 Cpi=2.87kJ/(kg·K) 熱導率 λi=0.265W/(m·K) 粘度 μi=697.76×10-6Pa·s 流量 qmi=63131.31kg/h 3.2傳熱量與水流熱量 取定換熱器熱效率為η=0.98 冷凝段傳熱量： Q1= G1·γ·η/3600 （1） =1.3×1.986×103×1052.04×0.98/3600 =739.4KW 冷卻段傳熱量： Q1C= G1·Cp1C·(t3- t1”)·η/3600 （2） =1.3×1.986×103×2.87×(70-45)×0.98/3600 =50.4KW 總傳熱量Q0= Q1+ Q1C=739.4+50.4=789.8KW 冷卻水的流量： G2==18922Kg/h （3） 設定冷凝段和冷卻段分界處水的溫度為t3 G2==18922Kg/h （4） 解得 t3=34.3℃ 3.3有效平均溫差 冷凝段溫差： ===39.8℃ （5） 對于冷凝，冷凝溫度基本一定，故溫差校正系數(shù)為1，所以有效平均溫差=39.8℃ 冷卻段溫差： ===27.1℃ 查得溫差校正系數(shù)=0.82 所以有效平均溫差=0.82×27.1=22.2℃ 3.4結(jié)構初步設計 參考表2-7，初選冷凝段的傳熱系數(shù)=850W/m 初選冷卻段的傳熱系數(shù)=250W/m 初選傳熱面積： 冷凝段的傳熱面積：= =21.86m2 （6） 冷卻段的傳熱面積： ==7.4m2 選用無縫鋼管作換熱管 管子外徑 d0=25mm 管子內(nèi)徑 di=20mm 管子長度取l=3m 管子總數(shù)： ==124.2 （7） 取134根 管間距 S=1.25d0=1.25×0.025=0.032m 管束中心排管數(shù)：NC=1.1=1.1=12.7 取13根 殼體內(nèi)徑：取Di=0.6m 長徑比：l/Di=3/0.6=5 合理 弓形折流板弓高：h=0.25Di=0.25×0.6=0.15m 折流板間距：B=Di/3=0.6/3=0.200m 折流板數(shù)量：nb=l/B-1=3/0.200-1=14塊 取13塊。 3.5管程換熱系數(shù)計算 管程流通截面積： （8） 管程流速：w2===0.25m/s （9） 管程雷諾數(shù)：Re2===7135 （10） 管程質(zhì)量流量：248.9Kg/s （11） 管程傳熱系數(shù): 冷凝段的定性溫度：=(+t3)/2=(34.3+25)/2=29.65℃ 冷卻段的定性溫度： =(+t3)/2=(34.3+35)/2=34.65℃ 冷凝段傳熱系數(shù)： = = =2907.9 冷卻段傳熱系數(shù)： = = =3048.7 3.6殼程換熱系數(shù)計算 殼程流通面積： f1=B?DI?(1-d0/S)=0.200×0.6×(1-0.025/0.032)=0.0263m （12） 殼體當量直徑： =0.0533m （13） 殼程流速 冷凝段：=11.80m/s （14） 冷卻段：=0.035m/s 凝段管外壁溫度假定值： =58℃ 膜溫：tm==64℃ 膜溫下的物性參數(shù)查表得： λm=0.1607W/m℃ =765.41kg/m3 =0.3166× 冷凝負荷：Γ=G/==0.0497kg/（m.s） （15） 冷凝段雷諾數(shù)：=627.9 （16） 冷卻段雷諾數(shù)：=4330 冷卻段管外壁溫假定值： =42℃ 壁溫下煙道氣粘度：=0.3519Pa?s 粘度修正系數(shù)：===0.993 （17） 切去弓形面積所占比例按h/Di=0.2 查得為0.145 殼程傳熱因子查圖圖2-12得=75 冷凝段殼程換熱系數(shù)： 冷凝負荷：=26.60Kg/() （18） =0.945 （19） =0.945 =31394 冷卻段殼程換熱系數(shù)： ===400.7 （20） 3.7總傳熱系數(shù)計算 煙道氣側(cè)污垢熱阻：r1=0.0001762/W 水側(cè)污垢熱阻： r2=0.000344/W 總傳熱系數(shù) 冷凝段： （21） = =936 冷卻段： = = =284.8 傳熱系數(shù)比值： =936/850=1.10 合理 =284.8/250=1.14 合理 3.8管壁溫度計算 假設冷凝段傳熱長度 假設冷卻段傳熱長度 冷凝段管外壁熱流密度： == =22318W/ （22） 管外壁溫度： =tm- (=64.4-22318×（+0.0001762） （23） =59.7℃ 誤差校核：-=58-59.7=-1.7℃ 誤差不大 冷卻段管外壁熱流密度： ===2937.1W/m2.℃ （24） 管外壁溫度： =- (+r1)=51.2-2937.1×（0.0001762） （25） =43.4℃ 誤差校核：-=42-43.4=-1.4℃ 誤差不大 3.9管程壓降計算 管內(nèi)壁溫度： tw2=t2+=37+2937.1×（+0.000344） （26） =39.5℃ 壁溫下水的粘度：=659× Pa?S 粘度修正系數(shù)： ===1.008 （27） 查得管程摩擦系數(shù)：ξ2=0.042 管內(nèi)沿程壓降： =()()() （28） ==1722.75 Pa 回彎壓降： == =1102.60Pa （29） 取進口管處質(zhì)量流速： =1600kg/m2?s 進出口管處壓降：=×1.5=×1.5=1933.05 Pa （30） 管程結(jié)垢校正系數(shù)：=1.4 管程壓降：=( （31） =(1722.75+1102.60)×1.4+1933.05 =5888.54 Pa 3.10殼程壓降計算 殼程當量直徑： =0.0471m （32） 雷諾數(shù)：===3826.7 查得殼程摩擦系數(shù)：=0.8 管束壓降： （33） ==68.46 Pa 取進出口質(zhì)量流速：=1000kg/ 進出口管壓降：=×1.5=1.5=964.17 Pa 取導流板阻力系數(shù)：=5 導流板壓降：×5=3213.90 Pa 殼程結(jié)垢修正系數(shù)：=1.38 殼程壓降： =68.46×1.38+3213.90+964.17 =4272.5 Pa 殼程允許壓降：[=20000Pa 管程允許壓降：[=50000Pa 即壓降符合要求。 4 換熱器的結(jié)構設計 4.1 換熱器殼體壁厚計算及校核 材料選用20R 計算壁厚為：， （34） 式中:為計算壓力，取=1.0Mpa；600mm；=0.9；[]t =92Mpa（設殼壁溫度為 350°C） 將數(shù)值代入上述厚度計算公式，可以得知： 已知； 已知 5.65+1.2+0.25=7.1mm 查表4-13圓整后取 復驗，最后取 該殼體采用20鋼8mm厚的鋼板制造。 （1）液壓試驗應力校核 （35） （36） （37） 查《化工設備機械基礎》附表9-1 ， 可見，故水壓試驗強度足夠。 （2）強度校核 設計溫度下的計算應力 （38） ﹥ 最大允許工作壓力 （39） 故強度足夠。 4.2 換熱器封頭的選擇及校核 上下封頭均選用標準橢圓形封頭，根據(jù)JB/T4746-2000標準，封頭為DN600×6，查《化工設備機械基礎》表4-15得曲面高度，直邊高度材料選用20R鋼。 標準橢圓形封頭計算厚度： （40） （41） 所以，封頭的尺寸如下圖： 圖5 換熱器封頭尺寸 4.3容器法蘭的選擇 材料選用16MnR 根據(jù)JB/T4703-2000 選用DN600，PN1.6Mpa的榫槽密封面長頸對焊法蘭。 查《化工設備機械基礎》附表14得 法蘭尺寸如下表： 表1 法蘭尺寸 公稱直徑DN/mm 法蘭尺寸/mm 螺柱 d 規(guī)格 數(shù)量 600 740 690 590 643 600 44 23 M22 28 圖6 容器法蘭 4.4 管板 管板除了與管子和殼體等連接外，還是換熱器中的一個重要的受壓器件。 查（《化工單元設備設計》P25-27）得固定管板式換熱器的管板的主要尺寸： 表2 固定管板式換熱器的管板的主要尺寸 公稱直徑/mm b c d 螺栓孔數(shù) 600 730 690 598 643 36 10 23 28 對于脹接的管板，考慮脹接剛度的要求，其最小厚度可按表4-2選用。考慮到腐蝕裕量，以及有足夠的厚度能防止接頭的松脫、泄露和引起振動等原因，建議最小厚度應大于20mm。 表3 管板的最小厚度 換熱器管子外徑/mm ≤25 32 38 57 管板厚度/mm 3/4 22 25 32 綜上，管板的尺寸如下圖： 圖7 管板 4.5 管子拉脫力的計算 計算數(shù)據(jù)按表4選取 表4 項目 管子 殼體 操作壓力/Mpa 0.82 0.78 材質(zhì) 20鋼 20R 線膨脹系數(shù) 彈性模量 許用應力/Mpa 101 92 尺寸 管子根數(shù) 211 管間距/mm 32 管殼壁溫差/℃ 管子與管板連接方式 開槽脹接 脹接長度/mm 50 許用拉脫力/Mpa 4.0 （1）在操作壓力下，每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力 （42） 其中 （43） ， （2）溫差應力引起的每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的拉脫力 （44） 其中 （45） （46） （47） 由此可知，作用方向相同，都使管子受壓，則管子的拉脫力： q=+=0.08+1.46=1.54﹤4.0 （48） 因此拉脫力在許用范圍內(nèi)。 4.6 計算是否安裝膨脹節(jié) 管殼壁溫差所產(chǎn)生的軸向力為： （49） 壓力作用于殼體上的軸向力： 其中 （50） = 壓力作用于管子上的軸向力為： （51） 則 （52） 根據(jù)GB151-1999《管殼式換熱器》 （53） ，條件成立，故本換熱器不必設置膨脹節(jié)。 4.7折流板設計 圖8 弓形折流板和圓盤-圓環(huán)形折流板 常用的有弓形折流板和圓盤-圓環(huán)形折流板，弓形折流板又分為單弓形[圖4-4（a）]、雙弓形[圖4-4（b）]、三重弓形[圖4-4（c）]等幾種形式。 單弓形折流板用得最多，弓形缺口的高度h為殼體公稱直徑Dg的15%～45%，最好是20%，見圖4-5（a）；在臥式冷凝器中，折流板底部開一90°的缺口，見圖4-5（b）。高度為15～20mm，供停工排除殘液用；在某些冷凝器中需要保留一部分過冷凝液使凝液泵具有正的吸入壓頭，這時可采用帶堰的折流板，見圖4-5（c）。 圖9 單弓形折流板 在大直徑的換熱器中，如折流板的間距較大，流體繞到折流板背后接近殼體處，會有一部分液體停滯起來，形成對傳熱不利的“死區(qū)”。為了消除這種弊病，宜采用雙弓形折流板或三弓形折流板。 從傳熱的觀點考慮，有些換熱器（如冷凝器）不需要設置折流板。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動，實際仍然需要設置一定數(shù)量的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。折流板與支承板一般均借助于長拉桿通過焊接或定距管來保持板間的距離，其結(jié)構形式可參見圖4-6。 圖10 折流板安裝圖 由于換熱器是功用不同，以及殼程介質(zhì)的流量、粘度等不同，折流板間距也不同，其系列為：100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，800mm，1000mm。 允許的最小折流板間距為殼體內(nèi)徑的20%或50mm，取其中較大值。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關，當換熱器內(nèi)流體無相變時，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體流向就會與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低。 折流板外徑與殼體之間的間隙越小， 殼程流體介質(zhì)由此泄漏的量越少，即減少了流體的短路，使傳熱系數(shù)提高，但間隙過小，給制造安裝帶來困難，增加設備成本，故此間隙要 求適宜。 折流板厚度與殼體直徑和折流板間距有關，見表5所列數(shù)據(jù)。 表5 折流板厚度/ mm 殼體公稱內(nèi)徑 /mm 相鄰兩折流板間距/mm ≤300 300～450 450～600 600～750 ＞750 200～250 3 5 6 10 10 400～700 5 6 10 10 12 700～1000 6 8 10 12 16 ＞1000 6 10 12 16 16 支承板厚度一般不應小于表8-1(左)中所列數(shù)據(jù)。 支承板允許不支承的最大間距可參考表8-1（右）所列數(shù)據(jù)。 表6 支承板厚度以及支承板允許不支承的最大間距 殼體直徑/mm ＜400 400～800 900～1200 管子外徑/mm 19 25 38 57 支承板厚度/mm 6 8 10 最大間距/mm 1500 1800 2500 3400 經(jīng)選擇，我們采用弓形折流板，，折流板間距取450mm， 查《化工設備機械基礎》表7-7得折流板最小厚度為4 mm，折流板外徑負偏差-0.60 查《化工設備機械基礎》表7-9折流板外徑為596 mm，材料Q235-A鋼 查《化工設備機械基礎》表7-10拉桿12，共6根，材料Q235-AF鋼 折流板開孔直徑，所以，折流板尺寸如下圖： 圖11 折流板 5 強度壓力計算和校核 5.1殼體厚度校核 該殼體采用20鋼8mm厚的鋼板制造。 （1）液壓試驗應力校核 （54） （55） 查《化工設備機械基礎》附表9-1 ， （56） 可見，故水壓試驗強度足夠。 （2）強度校核 設計溫度下的計算應力 （57） ﹥ 最大允許工作壓力 （58） 故強度足夠。 5.2 管子拉脫力校核 計算數(shù)據(jù)按表7選取 表7 項目 管子 殼體 操作壓力/Mpa 0.82 0.78 材質(zhì) 20鋼 20R 線膨脹系數(shù) 彈性模量