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1、青 島 科 技 大 學 本 科 畢 業(yè) 設 計 題目： BEM600固定管板式換熱器設計 指導教師： 學生姓名： 學號： 班級：裝控 104班 一 .固定管板式換熱器 1、固定管板式換熱器的 結構特點 此種換熱器的特點是 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出口接管。 固定管板換熱器 性能優(yōu)點 性能缺點 一 .固定管板式換熱器 管子外表面進行檢 查和機械清洗，不 適宜處理臟的或有 腐蝕性的介質 結構簡單，制造 成本較低。管內 不易積累污垢， 污垢便于清洗。 殼程 管程 介質 水 水 工作壓力 0.8MPa 0.8MP
2、a 進出口溫度 70/95 130/110 流量 160t/h 1.根據已知參數進行傳熱計算，并初選設備規(guī)格 初選傳熱系數 K=1200w/( /K) 所需傳熱面積 S 換熱管選用 19 2，正三角形排列。 管內流速 v=1.5 m/s 可計算出所需換熱管數 n=332 根。 采用單殼程雙管程，管長 L=4.5m 殼體內徑 D=600 mm 三 .主要設計過程 固定管板換熱器 性能優(yōu)點 性能缺點 一 .固定管板式換熱器 管子外表面進行檢 查和機械清洗，不 適宜處理臟的或有 腐蝕性的介質 結構簡單，制造 成本較低。管內 不易積累污垢， 污垢便于清洗。 二 .主要設計思路 1.根據已知參 數進行
3、傳熱 計算 ， 并 初 選設備規(guī)格 。 2.壓力 降校核 3.傳熱面積核算 4.強度計算 和結構設計 1.根據已知參數進行傳熱計算，并初選設備規(guī)格 初選傳熱系數 K=1200w/( /K) 所需傳熱面積 S 換熱管選用 19 2，正三角形排列。 管內流速 v=1.5 m/s 可計算出所需換熱管數 n=332 根。 采用單殼程雙管程，管長 L=4.5m 殼體內徑 D=600 mm 三 .主要設計過程 固定管板式列管換熱器 9 三 .主要設計過程 2.壓降校核 管程壓降 (Pa) 殼程壓降 (Pa) 四 、 強度計算和結構設計 管程 筒體計算厚度： 殼程 封頭計算厚度： 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 強度 計 算 四、強度計算和結構設計 管板兼做法蘭 固定管板式列管換熱 器 12 鑒于本設備壓力較低，介質為 水，主要采用 Q345R材料。 管板計算厚度 0.75d=14.25mm 結構開槽深度 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 切應力 殼體法蘭應力 殼程圓筒軸向應力 換熱管與管板拉脫應力 管子應力 2.管板厚度的計算 許用應力 四、強度計算和結構設計 4.換熱管與管
5、板的連接 本換熱器設計壓力小于 4MPa，且設計溫度小于 300 ， 操作中無劇烈的振動，無過大的溫度變化及無明顯的應力 腐蝕，故管板與換熱管可采用 強度脹接 。 四、強度計算和結構設計 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、結構部件的選擇 1.接管的選擇及開孔補強 接管內徑為 150mm，進行開孔補強計算，計算知不需要進 行補強。 2.拉桿與定距管 拉桿定距管結構，此結構適用于換熱管外徑 d19mm的管 束， 4根拉桿。 五、結構部件的選擇 3.折流板 設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 ，從而達 到提高總傳
6、熱系數的目的 。同時， 設置折流板對于臥式換熱器的換熱管 具有一定得支撐作用 ，當換 熱管過長，而管子承受的壓應力過大時，在滿足換熱器殼程允許壓降 的情況下，增加折流板的數量，減小折流板間距，對于 焊接換熱管 的手里狀況和防止流體流動誘發(fā)震動有一定的作用 。而且， 設置折流板也 有利于換熱管的安裝 。 五、結構部件的選擇 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 （在管箱上設置） 五、結構部件的選擇 防沖板 為了防止殼程物料進口處 流體對換熱管表 面積的直接沖刷 ，應在殼程進口管處設置防沖 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、結構部件的選擇 6.法蘭的選擇 容器法蘭選用 甲型平焊法蘭 公稱壓力為 1.0MPa。 五、結構部件的選擇 接管法蘭選用 帶頸平焊法蘭 公稱壓力為 1.0MPa。 五、總結 首先根據工業(yè)生產的要求 設計符合要求的換熱器 ， 工藝計算初選了換熱器規(guī)格，確定的換熱器 殼徑 600mm、 管子數 362、公稱壓力 1.0MPa、管子尺寸為 19 2、管長 4500mm、單殼程雙管程；進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；計算得到的 傳熱系數 Ko=1291W/m2K ，傳熱安全系 數為 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 無縫鋼管制造 ；管板材料選用 Q345R鍛件，計算所 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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