F400固定管板式換熱器設計含9張CAD圖.zip
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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(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(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(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(gòu)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
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上傳時間:2020-02-09
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F400
固定
板式
換熱器
設計
CAD
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