F240填料函式換熱器設(shè)計(jì)含開(kāi)題及9張CAD圖,F240,填料函,換熱器,設(shè)計(jì),開(kāi)題,CAD 設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題　　目 F240填料函式換熱器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 專業(yè) 1 選題的目的與意義 換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝條件的需要，同時(shí)也是提高能源利用率的主要設(shè)備之一。換熱器行業(yè)涉及暖通、壓力容器、中水處理設(shè)備，化工，石油等近30多種產(chǎn)業(yè)，相互形成產(chǎn)業(yè)鏈條。數(shù)據(jù)顯示2010年中國(guó)換熱器產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模在500億元左右，主要集中于石油、化工、冶金、電力、船舶、集中供暖、制冷空調(diào)、機(jī)械、食品、制藥等領(lǐng)域。 對(duì)于一些腐蝕嚴(yán)重，溫差較大而經(jīng)常要更換管束的冷卻器，采用填料函式換熱器要比浮頭式或固定式換熱器優(yōu)越得多。它具有浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，又克服了固定式換熱器的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)較浮頭簡(jiǎn)單，制造方便，易于檢修清洗。 填料函式換熱器的優(yōu)點(diǎn)如下： （1） 結(jié)構(gòu)較浮頭式熱換器簡(jiǎn)單，制造方便； （2） 金屬耗量較浮頭低10%左右，造價(jià)低； （3） 管束可從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)、管間均能進(jìn)行清洗，維修方便。 其缺點(diǎn)如下： （1） 填料函耐壓不高，一般小于4.0MPa； （2） 殼程介質(zhì)可能通過(guò)填料函外漏，對(duì)易燃、易爆、有毒和貴重的介質(zhì)不適用； （3） 填料函式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或介質(zhì)易結(jié)垢，需經(jīng)常清理且壓力不高的場(chǎng)合。 給定設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 管程介質(zhì)：煤油 殼程介質(zhì)：水 管程設(shè)計(jì)壓力：1.35MPa 殼程設(shè)計(jì)壓力：1.25MPa 管程設(shè)計(jì)溫度：270°C 殼程設(shè)計(jì)溫度：100°C 腐蝕余量：自定 換熱面積：240 m2 2 國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 管殼式換熱器是一個(gè)量大而品種繁多的產(chǎn)品，由于國(guó)防工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，換熱器操作條件日趨苛刻，迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度材料。近年來(lái)，我國(guó)在發(fā)展不銹鋼銅合金復(fù)合材料、鋁鎂合金及碳化硅等非金屬材料等方面都有不同程度的進(jìn)展，其中尤以鈦材發(fā)展較快。鈦對(duì)海水、氯堿、醋酸等有較好的抗腐蝕能力，如再?gòu)?qiáng)化傳熱，效果將更好，目前一些制造單位已較好的掌握了鈦材的加工制造技術(shù)。對(duì)材料的噴涂，我國(guó)已從國(guó)外引進(jìn)生產(chǎn)線。鋁鎂合金具有較高的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性，價(jià)格比鈦材便宜，應(yīng)予注意。近年來(lái)國(guó)內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)換熱器性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績(jī)。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，效益提高。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要，“十一五”期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將保持年均7.5％的速度。而石化及鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2010年鋼鐵工業(yè)總產(chǎn)值將超過(guò)5000億元，化工行業(yè)總產(chǎn)值將突破4000億元。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。未來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量水平提出了更高的要求，如環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品將是今后發(fā)展的重點(diǎn)；要求產(chǎn)品性價(jià)比提高；對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣化的需求趨勢(shì)強(qiáng)烈；逐漸注意品牌產(chǎn)品的選用；大工程項(xiàng)目青睞大企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)產(chǎn)品。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一般石油化工企業(yè)中，換熱器的投資占全部投資的40﹪-50﹪；在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中約占30﹪-40﹪；在熱電廠中，如果把鍋爐也作為換熱設(shè)備，換熱器的投資約占整個(gè)電廠總投資的70﹪；在制冷機(jī)中，蒸發(fā)器的質(zhì)量要占制冷機(jī)總質(zhì)量的30﹪-40﹪，其動(dòng)力消耗約占總值的20﹪-30﹪。由此可見(jiàn)，換熱器的合理設(shè)計(jì)和良好運(yùn)行對(duì)企業(yè)節(jié)約資金、能源和空間都十分重要。提高換熱器傳熱性能并減小其體積，在能源日趨短缺的今天更是具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 對(duì)國(guó)外換熱器市場(chǎng)的調(diào)查表明，管殼式換熱器占64%。雖然各種板式換熱器的競(jìng)爭(zhēng)力在上升，但管殼式換熱器仍將占主導(dǎo)地位。隨著動(dòng)力、石油化工工業(yè)的發(fā)展，其設(shè)備也繼續(xù)向著高溫、高壓、大型化方向發(fā)展。而換熱器在結(jié)構(gòu)方面也有不少新的發(fā)展。螺旋折流板換熱器是最新發(fā)展起來(lái)的一種管殼式換熱器是由美國(guó)ABB 公司提出的。其基本原理為:將圓截面的特制板安裝在”擬螺旋折流系統(tǒng)”中每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之一其傾角朝向換熱器的軸線即與換熱器軸線保持一定傾斜度。相鄰折流板的周邊相接與外圓處成連續(xù)螺旋狀。每個(gè)折流板與殼程流體的流動(dòng)方向成一定的角度使殼程流體做螺旋運(yùn)動(dòng)能減少管板與殼體之間易結(jié)垢的死角從而提高了換熱效率。在氣一水換熱的情況下傳遞相同熱量時(shí)該換熱器可減少30 %-40 %的傳熱面積節(jié)省材料20 %-30 %。相對(duì)于弓形折流板螺旋折流板消除了弓形折流板的返混現(xiàn)象、卡門(mén)渦街從而提高有效傳熱溫差防止流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng);在相同流速時(shí)殼程流動(dòng)壓降小;基本不存在震動(dòng)與傳熱死區(qū)不易結(jié)垢。對(duì)于低雷諾數(shù)下(Re< 1 000) 的傳熱螺旋折流板效果更為突出。 3 課題的主要工作 3.1 準(zhǔn)備相關(guān)工作 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料了解填料函式換熱器的基本原理、性質(zhì)及應(yīng)用。在化工生產(chǎn)中的地位和作用、換熱器應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)路線及其意義。 3.2 工藝計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 填料函式換熱器的結(jié)構(gòu)和類型、操作條件的選擇和操作方式選擇。熱流量計(jì)算、傳熱系數(shù)計(jì)算、傳熱面積的確定、殼程阻力及壓力降計(jì)算。 3.3 主要受壓元件強(qiáng)度計(jì)算 換熱器殼體、管箱短節(jié)、封頭厚度確定，容器法蘭、螺栓、墊片的校核計(jì)算，管板厚度的計(jì)算，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 3.4 計(jì)算機(jī)繪圖及說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě) 利用AutoCAD軟件繪制出填料函式換熱器的裝配圖及各個(gè)零件圖，并編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，并完成英文資料翻譯的編寫(xiě)。 4 課題的進(jìn)度安排 2019年12月14日前 完成開(kāi)題報(bào)告 2020年4月25日前 中期檢查 2020年4月30日前 完成畢業(yè)實(shí)習(xí) 2020年5月27日前 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿 2020年6月12日前 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)盲審 2020年6月18日前 完成畢業(yè)答辯 參考文獻(xiàn) [1] 秦叔經(jīng)，葉文邦.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)-換熱器［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 [2] 工程材料實(shí)用手冊(cè)編輯委員會(huì).工程材料實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 錢(qián)頌文.換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [5] 朱振華，邵澤波.過(guò)程裝備制造技術(shù)［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 [6] 華南理工大學(xué)化工原理教研組.化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)［Ｍ］.廣州：華南理工 大學(xué)出版社，1986 [7] 趙惠清，蔡紀(jì)寧.化工制圖 ［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015 [8] 譚蔚.化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［Ｍ］.天津：天津大學(xué)出版社，2014 [9] 陳偕中.化工容器設(shè)計(jì)［Ｍ］.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998 [10]喻健良.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)［Ｍ］.遼寧：大連理工出版社，2014 指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn) 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日