F400固定管板式換熱器設(shè)計(jì)含9張CAD圖.zip
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設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目
F400固定管板式換熱器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專業(yè)
1 課題任務(wù)的學(xué)習(xí)與理解
1.1對(duì)設(shè)計(jì)課題的分析與簡(jiǎn)述
換熱器(英語(yǔ)翻譯:heat exchanger),是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備,又稱熱交換器。換熱器是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備。換熱器是化工,石油,動(dòng)力,食品,制藥,能源及其它許多工業(yè)部門(mén)的通用設(shè)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(yīng)用更加廣泛。換熱器即可是一種單元設(shè)備,如加熱器、冷卻器和凝汽器等;也可是某一工藝設(shè)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(shè)備,根據(jù)統(tǒng)計(jì)熱交換器的噸位約占整個(gè)工藝設(shè)備的20%,有的甚至高達(dá)30%,其重要性可想而知。換熱器按照結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的40%左右,占總投資的30%-45%,隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,利用換熱器進(jìn)行高溫和低溫?zé)崮芑厥諑?lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2對(duì)本次課題設(shè)計(jì)目的及意義的理解
畢業(yè)課題設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的最后一次全面檢驗(yàn),是對(duì)我們基本知識(shí)、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測(cè)試。其主要目的是:
(1)提高我們技術(shù)資料的收集、整理、編譯和運(yùn)用能力,加強(qiáng)技術(shù)文件的撰寫(xiě)能力,使我們的語(yǔ)言文字在技術(shù)文件上的運(yùn)用、梳理、歸納和總結(jié)的到全面的訓(xùn)練。
(2)通過(guò)綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、生產(chǎn)實(shí)踐和設(shè)計(jì)實(shí)踐知識(shí),進(jìn)行難度較大的塑料模具設(shè)計(jì),全面提高我們獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 ,為我們以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
2 題目研究現(xiàn)狀概述
二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了板式換熱器,并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器,其結(jié)構(gòu)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(guó)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。30年代末,瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器,用于紙漿工廠。在此期間,為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題,人們對(duì)新型材料制成的換熱器開(kāi)始注意。60年代左右,由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)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(shù)的發(fā)展,換熱器制造技術(shù)得到進(jìn)一步的完善,從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外,自60年代開(kāi)始,為了適應(yīng)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(jìn)一步的發(fā)展。70年代中期為了強(qiáng)化傳熱,在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)造出熱管式換熱器。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)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(qiáng)度等方面的研究取得了顯著的成績(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,提高了效益。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展,“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、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,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(jì),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(shè)備,換熱器的投資約占電廠總投資的70%。由此可見(jiàn),換熱器的合理設(shè)計(jì)和良好運(yùn)行對(duì)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(jī),為了節(jié)能降耗,提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,要求開(kāi)發(fā)適用于不同工業(yè)過(guò)程要求的高效換熱設(shè)備。這些年來(lái),換熱器的開(kāi)發(fā)與研究成為人們關(guān)注的課題。大量的強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置,我國(guó)換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升,板式換熱器日漸崛起。與此同時(shí),近幾年,我國(guó)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(yù)熱器方面也獲得了重大突破。而且隨著制造技術(shù)的進(jìn)步,強(qiáng)化傳熱元件的開(kāi)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(shè)計(jì)制造了不同結(jié)構(gòu)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(yīng)用于推廣,取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。
最近幾十年來(lái)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(lái)越多,技術(shù)性能越來(lái)越好,應(yīng)用范圍越來(lái)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(duì)稱型發(fā)展到非對(duì)稱型;從對(duì)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(shù)性能越來(lái)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(yīng)用范圍越來(lái)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(guān)資料;
(2)換熱器總體方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
(3)強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算(筒體、換熱管及管板等強(qiáng)度設(shè)計(jì)、溫度應(yīng)力計(jì)算及校核、設(shè)置膨脹節(jié)計(jì)算及選型、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算等);
4 課題的進(jìn)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(xiàn),完成開(kāi)題報(bào)告。
第二階段 2018年2月26日至2018年4月30日,參加畢業(yè)實(shí)習(xí),為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好資料準(zhǔn)備。
第三階段 2018年5月1日至2018年5月6日,查閱文獻(xiàn)資料,擬定設(shè)計(jì)方案,開(kāi)始課題設(shè)計(jì)。
第四階段 2018年5月7日至2018年5月18日,完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)
第五階段 2018年5月18日至2018年5月24日,依據(jù)設(shè)計(jì)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(zhǔn)備。
第七階段 2018年5月29日至2018年6月1日,畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
參考文獻(xiàn)
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換熱器
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