F240填料函式换热器设计含开题及9张CAD图

F240填料函式换热器设计含开题及9张CAD图,F240,填料函,换热器,设计,开题,CAD 设计开题报告 题　　目 F240填料函式换热器设计 学生姓名 班级学号 专业 1 选题的目的与意义 换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。数据显示2010年中国换热器产业市场规模在500亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。 对于一些腐蚀严重，温差较大而经常要更换管束的冷却器，采用填料函式换热器要比浮头式或固定式换热器优越得多。它具有浮头式换热器的优点，又克服了固定式换热器的缺点，结构较浮头简单，制造方便，易于检修清洗。 填料函式换热器的优点如下： （1） 结构较浮头式热换器简单，制造方便； （2） 金属耗量较浮头低10%左右，造价低； （3） 管束可从壳体内抽出，管内、管间均能进行清洗，维修方便。 其缺点如下： （1） 填料函耐压不高，一般小于4.0MPa； （2） 壳程介质可能通过填料函外漏，对易燃、易爆、有毒和贵重的介质不适用； （3） 填料函式换热器适用于管、壳壁温差较大或介质易结垢，需经常清理且压力不高的场合。 给定设计参数如下： 管程介质：煤油 壳程介质：水 管程设计压力：1.35MPa 壳程设计压力：1.25MPa 管程设计温度：270°C 壳程设计温度：100°C 腐蚀余量：自定 换热面积：240 m2 2 国内、外现状及发展趋势 管壳式换热器是一个量大而品种繁多的产品，由于国防工业技术的不断发展，换热器操作条件日趋苛刻，迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。近年来，我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，其中尤以钛材发展较快。钛对海水、氯碱、醋酸等有较好的抗腐蚀能力，如再强化传热，效果将更好，目前一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。对材料的喷涂，我国已从国外引进生产线。铝镁合金具有较高的抗腐蚀性和导热性，价格比钛材便宜，应予注意。近年来国内在节能增效等方面改进换热器性能，提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。根据国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要，“十一五”期间我国经济增长将保持年均7.5％的速度。而石化及钢铁作为支柱型产业，将继续保持快速发展的势头，预计2010年钢铁工业总产值将超过5000亿元，化工行业总产值将突破4000亿元。这些行业的发展都将为换热器行业提供更加广阔的发展空间。未来，国内市场需求将呈现以下特点：对产品质量水平提出了更高的要求，如环保、节能型产品将是今后发展的重点；要求产品性价比提高；对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈；逐渐注意品牌产品的选用；大工程项目青睐大企业或企业集团产品。 据统计，在一般石油化工企业中，换热器的投资占全部投资的40﹪-50﹪；在现代石油化工企业中约占30﹪-40﹪；在热电厂中，如果把锅炉也作为换热设备，换热器的投资约占整个电厂总投资的70﹪；在制冷机中，蒸发器的质量要占制冷机总质量的30﹪-40﹪，其动力消耗约占总值的20﹪-30﹪。由此可见，换热器的合理设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都十分重要。提高换热器传热性能并减小其体积，在能源日趋短缺的今天更是具有明显的经济效益和社会效益。 对国外换热器市场的调查表明，管壳式换热器占64%。虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍将占主导地位。随着动力、石油化工工业的发展，其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。而换热器在结构方面也有不少新的发展。螺旋折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器是由美国ABB 公司提出的。其基本原理为:将圆截面的特制板安装在”拟螺旋折流系统”中每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一其倾角朝向换热器的轴线即与换热器轴线保持一定倾斜度。相邻折流板的周边相接与外圆处成连续螺旋状。每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度使壳程流体做螺旋运动能减少管板与壳体之间易结垢的死角从而提高了换热效率。在气一水换热的情况下传递相同热量时该换热器可减少30 %-40 %的传热面积节省材料20 %-30 %。相对于弓形折流板螺旋折流板消除了弓形折流板的返混现象、卡门涡街从而提高有效传热温差防止流动诱导振动;在相同流速时壳程流动压降小;基本不存在震动与传热死区不易结垢。对于低雷诺数下(Re< 1 000) 的传热螺旋折流板效果更为突出。 3 课题的主要工作 3.1 准备相关工作 查阅相关文献资料了解填料函式换热器的基本原理、性质及应用。在化工生产中的地位和作用、换热器应用的现状和发展趋势、设计的理论基础、技术路线及其意义。 3.2 工艺计算及结构设计 填料函式换热器的结构和类型、操作条件的选择和操作方式选择。热流量计算、传热系数计算、传热面积的确定、壳程阻力及压力降计算。 3.3 主要受压元件强度计算 换热器壳体、管箱短节、封头厚度确定，容器法兰、螺栓、垫片的校核计算，管板厚度的计算，开孔补强计算。 3.4 计算机绘图及说明书的编写 利用AutoCAD软件绘制出填料函式换热器的装配图及各个零件图，并编写说明书，并完成英文资料翻译的编写。 4 课题的进度安排 2019年12月14日前 完成开题报告 2020年4月25日前 中期检查 2020年4月30日前 完成毕业实习 2020年5月27日前 完成毕业设计初稿 2020年6月12日前 修改毕业设计盲审 2020年6月18日前 完成毕业答辩 参考文献 [1] 秦叔经，叶文邦.化工设备设计全书-换热器［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2003 [2] 工程材料实用手册编辑委员会.工程材料实用手册［Ｍ］.北京：中国标准出版社，2002 [3] 朱有庭.化工设备设计手册［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2005 [4] 钱颂文.换热器设计手册［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2002 [5] 朱振华，邵泽波.过程装备制造技术［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2011 [6] 华南理工大学化工原理教研组.化工过程及设备设计［Ｍ］.广州：华南理工 大学出版社，1986 [7] 赵惠清，蔡纪宁.化工制图 ［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2015 [8] 谭蔚.化工设备设计基础［Ｍ］.天津：天津大学出版社，2014 [9] 陈偕中.化工容器设计［Ｍ］.上海:上海科学技术出版社，1998 [10]喻健良.化工设备机械基础［Ｍ］.辽宁：大连理工出版社，2014 指导教师批阅意见 指导教师(签名)： 年 月 日