u型管式換熱器的設(shè)計

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1、U型管式換熱器的設(shè)計U型管式換熱器的設(shè)計摘要?本設(shè)計著重就PN2.0DN700?U型管式換熱器的設(shè)計,并簡要論述了其加工制造過程,就以所給物性參數(shù)與生產(chǎn)量為基礎(chǔ),利用傳熱原理和傳熱計算所得換熱面積確定U型管式換熱器的基本形式.依據(jù)GB150—1998《鋼制壓力容器》和GB151—1999《管殼式換熱器》等標準對換熱器各零件結(jié)構(gòu)與強度進行了設(shè)計，包括筒體、管箱管板以及進出口管等。最后還介紹了U型管換熱器檢驗、安裝、維修的內(nèi)容?！娟P(guān)鍵詞】：傳熱面積?傳熱系數(shù)??U型式換熱器???管殼式換熱器前言使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備稱為換熱設(shè)備

2、，換熱器是化學(xué)工業(yè)，石油工業(yè)及其它行業(yè)中廣泛使用的熱量交換設(shè)備。通常在化工廠的建設(shè)中，換熱器約占總投資10-20%，在石油煉油廠中，換熱器約占全部工藝設(shè)備投資的35-40%。石油、化工裝置中的換熱設(shè)備，應(yīng)用得最為廣泛的是管殼式換熱器。????雖然現(xiàn)在出現(xiàn)大量結(jié)構(gòu)緊湊高效的換熱設(shè)備，例如：波紋板換熱器、板翅式換熱器、螺旋板換熱器、散板換熱器等，但在各行業(yè)的換熱設(shè)備中，管殼式換熱器仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。因為許多工藝過程都具有高溫、高壓、高真空、有腐蝕等特點，而管殼式換熱器具有選材范圍廣(可為碳鋼、低合金鋼、高合金鋼、鋁材、銅材、鈦材等)，換熱

3、表面清洗較方便，適應(yīng)性強，處理能力大，特別是能承受高溫和高壓等特點，所以管殼式換熱器被廣泛應(yīng)用于化工、煉油、石油化工、制藥、印染以及其它許多工業(yè)中，它適用于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等方面。U型管換熱器的結(jié)構(gòu)特點是：只有一塊管板，管束由多根U形管組成，管的兩端固定在同一塊管板上。由于受彎管曲率半徑的限制，其換熱管排布較少，管束最內(nèi)層管間距較大，管板的利用率較低，殼程流體易形成短路，對傳熱不利。當(dāng)管子泄露損壞時，只有管束外圍處的U形管才便于更換，內(nèi)層換熱管壞了不能更換，只能堵死，而壞一根U形管相當(dāng)于壞兩根管，報廢率較高。U型管式換

4、熱器結(jié)構(gòu)比較簡單，價格便宜，承壓能力強，適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)結(jié)垢需要清洗，又不適宜采用浮頭式和固定管板式的場合。特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。設(shè)計換熱器時，其基本的要求是：第一，熱量能有效的從一種流體傳遞的另外的一種流體，即傳熱效率高，單位傳熱面上能傳遞的熱量多。在一定的熱負荷下，也即每小時要求傳遞的熱量一定時，傳熱效率（通常用傳熱系數(shù)表示）越高，需要的傳熱面積越小，當(dāng)然這是在相同的溫差作比較。第二，換熱器的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)所規(guī)定的工藝操作條件，運轉(zhuǎn)安全可靠，嚴密不漏。清洗檢修方便，流體阻力小。第三

5、，要求價格便宜，維護容易，使用時間長。U型管換熱器簡圖本次設(shè)計的目的：1，了解設(shè)計換熱器所需要的工藝參數(shù)及傳熱計算，對換熱器的設(shè)計有一個初步的準備。2，在設(shè)計的過程中，學(xué)會參照國標以及查閱相關(guān)的文獻獲得設(shè)計所需要的物性以及結(jié)構(gòu)參數(shù)。3，通過計算機制圖，更加熟練使用CAD繪圖軟件。4，從宏觀上把握化工設(shè)備的生產(chǎn)過程，為以后的工作打下基礎(chǔ)。???本次設(shè)計的換熱器在編制說明書分了六部分：第一部分前言，主要是對U型管換熱器的應(yīng)用、優(yōu)缺點作了論述。。第二部分簡單了工藝計算，通過計算傳熱量，流體阻力來選型。第三部分就所選型式換熱器作結(jié)構(gòu)及強度計算

6、。第四部分簡要介紹了U型管式換熱器的制造工藝。第五部分是關(guān)于U型管式換熱器的檢驗、安裝、維修和使用。第六部分是材料的的經(jīng)濟性討論；第七部分個人小結(jié)以及致謝，是針對本次設(shè)計的總結(jié)和設(shè)計后的感想。最后是附錄，參考文獻。第一章??工藝簡述1.1設(shè)計內(nèi)容1.1.1換熱器的選型傳熱設(shè)備的類型很多，各種形式的都有它特定的應(yīng)用范圍，某一種場合下性能很好的換熱器,如果換到另一種的場合中，則傳熱效果和性能都有很大的改變，因此，針對具體情況正確的選者換熱器的類型。是很重要的很復(fù)雜的工作。選型時。需要考慮的因素是多方面的，主要是：流體的性質(zhì)。流量及熱負荷。

7、操作的溫度，壓力及允許的壓降范圍。對清洗。維護的要求。設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，尺寸及空間的限制。價格。1.1.2介質(zhì)流動空間的確定在換熱器中，哪一種流體流經(jīng)管程，哪一種流體流過殼程，可以考慮以下幾點作為選擇的一般原則：①不潔凈或者容易分解的結(jié)垢的物料應(yīng)當(dāng)流過容易清洗的一面，對于直管管束，上述的物料一般應(yīng)該走管內(nèi)，但當(dāng)管束可以拆出清洗時，也可以走管外。②需要提高流動速度用來增大對流傳導(dǎo)系數(shù)的流體走管內(nèi)，因為管內(nèi)截面積通常都比管面的小，而且容易采用多管程以提高流體的速度。③具有腐蝕性的物料走管內(nèi)，這樣可以用普通的材料制造殼體，僅僅管子，管板和封頭

8、要采用耐腐蝕性的材料。④壓力高的物料走管內(nèi)，這樣外殼可以不用承受高壓。⑤溫度高的物料應(yīng)該走管內(nèi)用來減少熱量的損失。⑥蒸汽一般通入殼程，因為這樣方便排出冷液。而且蒸汽比較清潔，其對于流體傳熱系數(shù)與流速關(guān)系小。⑦粘度大的流體