浮头式换热器机械设计及三维造型换热器毕业设计论文.doc

目录 第一章 绪论 1 1.1何为换热器 1 1.2换热器的应用 1 1.3换热器分类 1 1.3.1 按材料分类 2 1.3.2 按传热种类分类 2 1.3.3按结构分类 2 1.3.4按强化传热元件分类 2 1.3.5按传热原理分类 2 1.4换热器的结构和使用特点 2 1.4.1浮头式换热器 3 1.4.2固定管板式换热器 4 1.4.3U形管换热器 5 1.4.4填料函式换热器 6 1.4.5釜式重沸器 7 1.5设计的思想 7 1.5.1首先设计必须满足生产需要 7 1.5.2设计必须安全可靠 8 1.5.3设计必须经济合理 8 1.6设计的特点 8 第二章 主要设计参数的确定 8 2.1设计压力 9 2.2设计温度 9 2.3焊接接头系数 9 2.4腐蚀余量 10 第三章 主要构件材质的选择 11 3.1 材料选用的一般原则 11 3.1.1 材料的使用性能原则 11 3.1.2 材料的加工工艺性能原则 11 3.1.3 材料的经济性原则 11 3.2壳体、管箱、封头 12 3.3法兰 12 3.4换热管 12 3.5管板 13 3.6接管 13 3.7支持板 13 3.8拉杆、定距管 13 3.9鞍座 13 第四章 换热器各部分零件结构型式的选择 14 4.1换热器结构型式的选择 14 4.2前端管箱、壳体和后端管箱结构型式的确定 15 4.2.1前端管箱 15 4.2.2壳体 15 4.2.3后端管箱 16 4.3管束分程和分程隔板的布置 16 4.3.1管束分程 16 4.3.2分程隔板的布置 16 4.4换热管 16 4.4.1换热管的长度 16 4.4.2规格及尺寸偏差 17 4.5布管 17 4.5.1换热管中心距 17 4.5.2最大排管圆的确定 18 4.5.3在管板上排管并确定换热管数量 18 4.6管子与管板的连接 18 4.7管板与壳体的连接 19 4.8折流板、支持板的选择 20 4.9拉杆、定距管、防冲板、挡板的选择 21 4.9.1拉杆的选择 21 4.9.2定距管的选择 21 4.9.3防冲板的选择 21 4.9.4挡板的选择 22 4.10法兰的选择 22 4.10.1接管法兰的选择 22 4.10.2管箱法兰的选择 23 4.10.3外头盖法兰的选择 23 4.10.4外头盖侧法兰的选择 24 4.10.5浮头法兰的选择 24 4.11排液口和排气口的选择 24 4.12支座的选择 25 第五章 设计计算 27 5.1换热面积的校核 27 5.2强度计算 27 5.2.1管箱设计 27 5.2.2壳体设计 28 5.2.3外头盖设计 28 5.2.4浮头盖设计 29 5.2.5管板计算 29 5.2.6钩圈设计 32 5.2.7法兰强度校核（管箱法兰） 33 5.2.8接管开孔补强选择与校核 36 5.2.9支座强度校核 39 第六章 制造、检验和验收 43 6.1总则 43 6.2浮头式换热器的制造 43 6.2.1封头和管箱 43 6.2.2折流板 43 6.2.3管束的组装 44 6.2.4换热器的组装 44 6.3浮头式换热器的检验与验收 44 第七章 三维造型设计及装配仿真 46 7.1换热器主要构件的三维造型 46 7.1.1管箱的三维造型 46 7.1.2筒体的三维造型 48 7.1.3外头盖的三维造型 51 7.1.4浮头盖的三维造型 53 7.1.5管板的三维造型 54 7.1.6钩圈的三维造型 56 7.1.7管束和拉杆的三维造型 56 7.1.8支持板的三维造型 56 7.1.9防冲板、滑板的三维造型 57 7.2换热器的装配仿真 57 结 论 61 参考文献 62  第一章 绪论 1.1何为换热器 换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。换热器的分类比较广泛：反应釜　压力容器　冷凝器　反应锅　螺旋板式换热器　波纹管换热器　列管换热器　板式换热器　螺旋板换热器　管壳式换热器　容积式换热器　浮头式换热器　管式换热器　热管换热器　汽水换热器　换热机组　石墨换热器　空气换热器　钛换热器　换热设备，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。它可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。但是用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点，用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器价格过于昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。3O％～40％，正因如此设计投资省，能耗低，传热系数高，维修方便的换热器是大势所趋，在研究投人大、人力资源配备足的情况下,一批具有代表性的高效换热器和强化传热元件诞生，如板翅式换热器、大型板壳式换热