课程设计

课程设计说明书

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化工与制药学院

课程设计说明书

课题名称：正戊烷冷凝器设计

专业班级：过程装备与控制工程2班

学生学号：

学生姓名：

学生成绩:

指导教师：

课题工作时间：

XXXXXX大学化工与制药学院教学管理科

摘要

本设计说明书是关于卧式固定管板式换热器的设计，主要是进行了换热器的工艺计算，换热器的机构和强度设计。

设计的前半部分是工艺计算部分，主要是根据给定的设计条件估算换热面积，从而进行换热器的选型，校核传热系数，计算出实际的传热面积，最后进行压力和壁温的校核计算。设计的后半部分是关于换热器机构和强度的设计，主要是根据已选定的换热器型式进行设备内个零部件（如接管，折流板，挡板，定距管，钩圈，管箱等）的设计，包括：材料的选择，具体尺寸的确定，管板厚度的计算，封头盖及封头法兰厚度的计算，开孔补强计算等。最后设计结果可通过流程图和装配图表现出来。

关键字：管壳式换热器，管板，折流板，封头盖，封头法兰

Abstract

This specification is about the horizontal fixed tube heat exchanger design, mainly is the process of heat exchanger, the organization and strength design.

The first is the process design, mainly is calculated according to the given design conditions, thus estimating heat exchanger area on the selection, checking heat transfer coefficient, calculate the actual transfer area, the pressure and temperature of the check calculation. The latter part of the design is about the heat exchanger and intensity of design, mainly is selected according to the heat exchanger type equipment parts (such as in a takeover, baffle plate and spacer pipe, tube, hook, etc., including: the design), the selection of materials, the size of the tube plate thickness, the calculation and sealing TouGai and head flange thickness calculation, opening reinforcement computation, etc. Finally the design can be shown through chart and assembly.

Key words: Tubular heat exchanger，The tube plate，Baffle plate，Sealing head cover，Sealing head Flanges

目录

一. 概述 (1)

二.确定设计方案，绘制工艺流程图 (2)

三.热力学计算 (3)

1.热力学数据的获取 (3)

2.估算传热面积 (4)

3.工艺尺寸的计算 (4)

4.面积校核 (5)

5.壁温校核 (6)

6.压降校核 (7)

四.结构设计 (8)

1.冷凝器安装 (8)

2.管设计 (9)

3.管心距设计 (9)

4.管板设计 (10)

5.折流板设计 (10)

6.壳体设计 (11)

7.接管设计 (11)

8.封头设计 (12)

9.法兰设计 (12)

10.支座设计 (13)

11.其他 (13)

五.设计计算结果汇总表 (14)

六.设计结果评价 (14)

七.结语 (16)

八.参考文献 (17)

正戊烷立式管壳式冷凝器的设计

一.概述

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。

管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠

久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。列管式换热器的设计资料较完善，已有系列化的标准。目前我国列管式换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式（即列管式）换热器”（GB151）标准执行。

管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用更为广泛.。流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。在管壳式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。如两者温差很大, 换热器内部将出现很大的热应力,可能使管子弯曲,断裂或从管板上松脱。因此,当管束和壳体温度差超过50℃时,应采取适当的温差补偿措施,消除或减小热应力。

随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：

（1）合理地实现所规定的工艺条件；

（2）结构安全可靠；