206dn1000一分加熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、1DN1000一分加熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一分加熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、摘要：摘要：本課題詳細(xì)介紹了換熱器的設(shè)計(jì)與制造過程它以流體的物性參數(shù)和生產(chǎn)量要求為基礎(chǔ)利用傳熱過程基本原理、通過計(jì)算確定固定管板式換熱器的基本型式。依據(jù)GB1501998《鋼制壓力容器》和GB1511999《管殼式換熱器》等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)換熱器各零部件結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括筒體、管箱、封頭、折流板及管板等，管板是連接殼體、管束和管箱，并承受壓力和熱膨脹以及來自此三部件載荷的主要部件。特別

2、的，對(duì)于管板，我們分析了其危險(xiǎn)截面應(yīng)力并加以校核，保證其安全性。在加工制造方面，用簡(jiǎn)單的流程圖將各零部件的加工與裝配次序表現(xiàn)得清晰明了，對(duì)管子與管板的連接、管孔的加工提出了更詳細(xì)具體的要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:固定管板式換熱器；管板；折流板；封頭Abstract：Thepresentpaperdetailedlyintroducesthedesignmanufactureprocessoffixedplateheatexchanger.It’

3、smodelisdefinedbasedonthephysicalparametersoffluidtheamountwhichisrequiredinproductionmakinguseofcalculationoffundamentalsaboutheattransferprocess.Thendesignethestructurestrengthaboutmostofcomponentsinheatexchangerinclud

4、ingathickshapedpartofthebodythecaseoftubepassheadbaffletubesheetsoonaccdingtothestardssuchasGB1501998SteelPressurePesselsGB1511999TubularHeatExchangers.Tubesheetisthemostimptantpartwhichisusedtoconnectshelltubebundlechan

5、nelbearpressuretemperatureloadotherloads.Especiallyabouttubesheetitiscalculated、integratedcalibratedaboutstressindertosecurity.Inthesectionofmanufacturethereisasimapleflowtthatclearlyshowthederofmanufactureinstallationof

6、spareparts.therearesomeconcreterequirementsaboutthejointoftubetotubesheetmanufacturetechnologyoftubesheet.Keywds:FixedplateheatexchangerTubesheetBafflehead第一章第一章引言1.11.1概述概述1.1.1換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用換熱器在工業(yè)中的應(yīng)用換熱設(shè)備是使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備，

7、使化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械及其他許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設(shè)備。在化工廠中，換熱設(shè)備的投資約占總投資的10%～20%；在煉油廠中，約占總投資的35%～40%。目前國(guó)內(nèi)使用的換熱器多為列管換熱器和螺旋板換熱器。它的主要特點(diǎn)是管內(nèi)外換熱面積相等。這樣當(dāng)交換系數(shù)相差較大的交換介質(zhì)在管內(nèi)外進(jìn)行熱量交換時(shí)，由于其不平恒性而達(dá)不到理想的交換目的，換熱效率相對(duì)較低。管殼式換熱器主要由換熱管束、殼體、管箱、分程隔板、支座等組

8、成。換熱管束包括換熱管、管板、折流板、支持板、拉桿、定距管等。換熱管可為普通光管，也可為帶翅片的翅片管，翅片管有單金屬整體軋制翅片管、雙金屬軋制翅片管、繞片式翅片管、疊片式翅片管等，材料有碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅材、鋁材、鈦材等。殼體一般為圓筒形，也可為方形。管箱有橢圓封頭管箱、球形封頭管箱和平蓋管箱等。分程隔板可將管程及殼程介質(zhì)分成多程，以滿足工藝需要。新型換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)及材料研究及過程裝備CADCAECAM技術(shù)研究方向以工程流體力學(xué)

9、、傳熱學(xué)、應(yīng)用力學(xué)為理論基礎(chǔ)，集過程、工藝、結(jié)構(gòu)于一系統(tǒng)之中，進(jìn)行了優(yōu)化與綜合研究，推出了傳統(tǒng)擋板管殼式換熱器的換代產(chǎn)品。首次系統(tǒng)地研究和論述了“縱流殼程換熱器”的流體力學(xué)、傳熱性能及強(qiáng)化機(jī)理，組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度分析，強(qiáng)化換熱管及管束制造，結(jié)構(gòu)性能的模糊優(yōu)化，管束的動(dòng)力和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及仿真模擬技術(shù)。從理論上為新型“縱流殼程換熱器”技術(shù)的發(fā)展與工程應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第二章第二章?lián)Q熱器的選型換熱器的選型2.1選型的基本原則選型的基本原則2

10、.1.1換熱器類型的選取換熱器類型的選取因?yàn)楣軞な綋Q熱器單位體積具有的傳熱面積較大以及傳熱效果較好特別是固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊奏、能承受較高的壓力造價(jià)低管程清洗方便管子損壞時(shí)易于堵管或更換.所以選取固定管板式換熱器。2.1.2介質(zhì)流向的確定介質(zhì)流向的確定若傳熱面積不變，采用逆流時(shí)可使加熱流體的消耗量降低?？晒?jié)省操作費(fèi)，故在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)使用中應(yīng)盡量采用逆流換熱。設(shè)計(jì)參數(shù)中已給定換熱面積因此介質(zhì)流向確定為逆流.3假定管板的有效厚度為57

11、mm管板的腐蝕欲量C2=2mm管程分程隔板槽深H=4mm殼程結(jié)1構(gòu)槽深H=4mm則管板的公稱厚度T=5724=63mm2n用管板的公稱厚度和管板的設(shè)計(jì)溫度確定管板的許用應(yīng)力[σ]管板的設(shè)計(jì)溫度T=200℃管tpp板采用16Mn鍛件[σ]tp=135Mpa3.2.1法蘭力矩法蘭力矩（a）墊片查墊片標(biāo)準(zhǔn)JBT4704—2000石棉橡膠板墊片墊片外徑D=1087mm墊片內(nèi)徑D=1037mmgogi墊片系數(shù)m=2.5墊片比壓力y=20Mp墊片基

12、本密封寬度b=(DD)4=(10871037)4=12.5mmogogi因b＞6.4mm墊片有效密封寬度b=2.53=8.94mmobo墊片壓緊力`作用中心圓直徑DG=D2b=108728.94=1069mmgo(b)螺栓載荷螺栓材料選用40MnB根據(jù)GB150—1998表47螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力[σ]=212MPakb螺栓材料200℃的許用應(yīng)力[σ]=165MPatb預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷W=3.14DGby=3.1410

13、698.9420=600170N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷W=0.785106922.56.2810698.942.52.5=2617774N(c)螺栓面積預(yù)緊狀態(tài)下所需螺栓面積Aa==600170212=2831mm2Ap=Wp[σ]=2617774165=15865mm2bWa][?tb所需螺栓面積Am取Aa和Ap的最大值A(chǔ)m=15865mm2M27螺栓強(qiáng)度計(jì)算直徑d=26.1mm實(shí)際螺栓面積A=0.78526.1236=1925

14、1mm2b(d)螺栓設(shè)計(jì)載荷預(yù)緊狀態(tài)下螺栓設(shè)計(jì)載荷W=[σ]（AA）2=212（1586519251）2=3722296Nbmb操作狀態(tài)下螺栓的設(shè)計(jì)載荷W=Wp=2617774N(e)法蘭力矩管程壓力操作工況下法蘭力矩Mp=FLFLFLDDttGGF=0.785Di2Pt=0.785100021.98=1554300NDF=0.785(DG2Di2)Pt=0.785(1069210002)1.98=221893NtF=6.28DGbmP

15、t=6.2810698.942.51.98=297083NGL=(DbDiδ1)2=(1140100032)2=54mmDL=Db2(DiDG)4=11402(10001069)4=52.75mmtL=(DbDG)2=(11401069)2=35.5mmGMp=15543005422189352.7529708335.5=10618350mmN?基本法蘭力矩M=AL[σ]=1586535.5212=119399990mmGbmmN?殼體