立式热虹吸再沸器机械设计说明书
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2020年4月19日
大连理工大学本科课程设计
立式热虹吸式再沸器机械设计说明书
学院（系）：化工机械与安全学院
专业：过程装备与控制工程
学生姓名：孔闯
学号： 42052
指导教师：由宏新、代玉强
评阅教师：
完成日期： .10.2
大连理工大学
Dalian University of Technolog
摘要
本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。
经过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。
目录
摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2)
1.1项目背景 (2)
1.2设计依据 (2)
1.3技术来源及授权 (3)
1.4项目简介 (3)
2结构工艺说明 (1)
2.1管程和壳程物料的选择 (1)
2.2换热管 (2)
2.3管板 (2)
2.3.1 管板结构尺寸 (2)
2.3.2 换热管与管板连接 (3)
2.3.3 排管及管孔 (4)
2.4折流板 (6)
2.5接管及连接附件 (7)
2.6安全泄放 (9)
2.7耳式支座 (10)
2.8管箱、管箱法兰与封头 (13)
3强度计算 (15)
3.1工艺参数计算结果表 (15)
3.2计算条件 (16)
3.3强度计算 (17)
3.3.1 壳程圆筒计算 (17)
3.3.2 前端管箱筒体计算 (18)
3.3.3 前端管箱封头计算 (20)
3.3.4 后端管箱筒体计算 (21)
3.3.5 后端管箱封头计算 (22)
3.3.6 开孔补强设计计算 (23)
3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (26)
3.3.8 管箱法兰计算 (35)
4结论 (38)
附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (40)
文档仅供参考
1设计基础
1.1项目背景
本项目来源于大连理工大学过程装备与控制工程专业大四年级过程工艺与设备课程设计题目；
设计者为过程装备与控制工程专业在校大四学生，与项目发布者为师生关系；
本项目设计装置为立式热虹吸式再沸器。
1.2设计依据
过程工艺与设备课程设计任务书（见附录A）
《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-
《压力容器》 GB
150-
《热交换器》 GB/T 151-
《长颈对焊法兰》 JB/T 4703-
《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》 GB/T 17395-
《钢制压力容器封头》 JB/T 4746- 《承压设备无损检测》 NB/T47013-
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2020年4月19日
燕山大学 机械设计课程设计说明书题目：带式输送机传动装置 学院（系）：机械工程学院 年级专业： 09级机械设计及理论 学号： 0901******** 学生姓名：乔旋 指导教师：许立忠 教师职称：教授
目录 一、设计任务书.................................................................. 二、传动方案分析................................... .......................... 三、电动机的选择和参数计算........................................ 四、传动零件的设计计算................................................. 五、轴的设计...................................................................... 六、键的选择校核............................................................ 七、轴承的校核................................................................... 八、联轴器的选择及校核................................................ 九、密封与润滑的选择.................................................... 十、减速器附件及说明................................................... 十一、装配三维图........................................................ 十二、设计小结............................................................. 参考资料...................................................................
立式热虹吸再沸器机械设计说明书 大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院(系): 化工机械与安全学院 专业: 过程装备与控制工程 学生姓名: 孔闯 学号: 201242052 指导教师: 由宏新、代玉强 评阅教师: 完成日期: 2015、10、2 大连理工大学 Dalian University of Technolog
摘要 本课程设计主要任务就是设计1台立式热虹吸式再沸器,作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计与核算,本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核,包括再沸器各部分的结构说明,筒体壁厚的计算,封头壁厚的计算,管箱法兰与管板的计算,筒体与封头开孔及补强等。 通过3周的工作,已完成了再沸器的机械参数的计算,手工绘制了再沸器的装配图1张与管板零件图1张。
目录 摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2) 1、1项目背景 (2) 1、2设计依据 (2) 1、3技术来源及授权 (2) 1、4项目简介 (2) 2结构工艺说明 (1) 2、1管程与壳程物料的选择 (1) 2、2换热管 (1) 2、3管板 (1) 2、3、1 管板结构尺寸 (1) 2、3、2 换热管与管板连接 (2) 2、3、3 排管及管孔 (3) 2、4折流板 (4) 2、5接管及连接附件 (5) 2、6安全泄放 (6) 2、7耳式支座 (7) 2、8管箱、管箱法兰与封头 (11) 3强度计算 (12) 3、1工艺参数计算结果表 (12) 3、2计算条件 (13) 3、3强度计算 (14) 3、3、1 壳程圆筒计算 (14) 3、3、2 前端管箱筒体计算 (15) 3、3、3 前端管箱封头计算 (16) 3、3、4 后端管箱筒体计算 (18) 3、3、5 后端管箱封头计算 (19) 3、3、6 开孔补强设计计算 (20) 3、3、7 兼作法兰固定式管板计算 (23) 3、3、8 管箱法兰计算 (32) 4结论 (35) 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (36)
机械设计说明书空 白样本
SHANGHAI UNIVERSITY 机械零件设计( 设计说明书) MACHINED COMPONENT DESIGN ( Design specifications )题目: 用于胶带运输机的单级圆柱齿轮减速箱设计 学院 专业 学号 学生姓名 指导教师 起讫日期 《机械设计基础》课程设计任务书 NO. 1
班级姓名学号 一、设计项目: 用于胶带运输机的单级圆柱齿轮减速箱 二、运动简图: 1. 电动机; 2. 三角胶带传动; 3. 减速器; 4. 联轴器; 5. 运输带; 6. 运输带卷筒。 三、原始数据: 传送带卷筒转速转/分; 减速器输出功率千瓦; 工作年限年班制。 四、设计工作量: 减速器装配图( 1号图纸) 张; 零件工作图( 3号图纸) 张; 设计说明书份。 五、设计期限: 年月日至年月日
( 本任务书须与设计说明书一起装订成册一并交上)
目录 1．传动参数计算 (4) 2．传动零件的设计计算………………………………………………………… 2.1带传动…………………………………………………………………… 2.2齿轮传动………………………………………………………………………3．轴的设计及强度计算………………………………………………………… 3.1高速轴(小齿轮轴)设计…………………………………………………… 3.2低速轴(大齿轮轴)设计……………………………………………………4．轴承的寿命计算……………………………………………………………… 4.1高速轴轴承寿命计算…………………………………………………… 4.2低速轴轴承寿命计算……………………………………………………5．其它零部件选用及强度校核………………………………………………… 5.1键的强度校核……………………………………………………………… 5.2联轴器的选
《机械设计基础》 课程设计 船舶与海洋工程2013级1班第3组 组长:xxx 组员:xxx xxx xxx 二〇一五年六月二十七日
《机械设计基础》课程设计 说明书 设计题目: 单级蜗轮蜗杆减速器 学院:航运与船舶工程学院 专业班级: 船舶与海洋工程专业一班 学生姓名: xxx 指导老师: xxx 设计时间: 2015-6-27 重庆交通大学航运与船舶工程学院2013级船舶与海洋工程 《机械设计基础》课程设计任务书 1、设计任务 设计某船舶锚传动系统中的蜗杆减速器及相关传动。 2、传动系统参考方案(见下图) 锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3,再通过联轴器4,将动力传至输送锚机滚筒5,带动锚链6工作。
锚链输送机传动系统简图 1——电动机;2——联轴器;3——单级蜗杆减速器; 4——联轴器;5——锚机滚筒;６——锚链 3、原始数据 设锚链最大有效拉力为F(N)=3000 N,锚链工作速度为v=0、6 m/s,锚链滚筒直径为d=280 mm。 4、工作条件 锚传动减速器在常温下连续工作、单向运动;空载起动,工作时有中等冲击;锚链工 作速度v的允许误差为5%;单班制(每班工作8h),要求减速器设计寿命8年,大修期为3年,小批量生产;三相交流电源的电压为380/220V。 5、每个学生拟完成以下内容 (1)减速器装配图1张(A1号或A0号图纸)。 （2）零件工作图2~3张(如齿轮、轴或蜗杆等)。 (3)设计计算说明书1份(约6000~8000字)。
目录 1、运动学与动力学的计算 0 2、传动件的设计计算 (4) 3、蜗杆副上作用力的计算 (7) 4、减速器箱体的主要结构尺寸 (8) 5、蜗杆轴的设计计算 (9) 6 、键连接的设计 (13) 7、轴及键连接校核计算 (13) 8、滚动轴承的寿命校核 (17) 9、低速轴的设计与计算 (17) 10、键连接的设计 (20) 11、润滑油的选择 (21) 12、附件设计 (21) 13、减速器附件的选择 (22) 参考文献: (23)
. . . . 大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书 学院（系）：化工机械与安全学院 专业：过程装备与控制工程 学生姓名：孔闯 学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强 评阅教师： 完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog
摘要 本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。 通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。
目录 摘要 ................................................................................................................................. I 1设计基础 . (1) 1.1项目背景 (1) 1.2设计依据 (1) 1.3技术来源及授权 (1) 1.4项目简介 (1) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (1) 2.3管板 (1) 2.3.1 管板结构尺寸 (1) 2.3.2 换热管与管板连接 (1) 2.3.3 排管及管孔 (1) 2.4折流板 (1) 2.5接管及连接附件 (1) 2.6安全泄放 (1) 2.7耳式支座 (1) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (1) 3强度计算 (1) 3.1工艺参数计算结果表 (1) 3.2计算条件 (1) 3.3强度计算 (1) 3.3.1 壳程圆筒计算 (1) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (1) 3.3.3 前端管箱封头计算 (1) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (1) 3.3.5 后端管箱封头计算 (1) 3.3.6 开孔补强设计计算 (1) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (1)
课程设计说明书 课程名称:汽车机械基础课程设计课程代码: 题目:单级圆柱齿轮减速器设计学生姓名: 学号: 年级/专业/班: 学院(直属系) : 指导教师:
摘要 减速器原理减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置。此外，减速器也是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的问转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 减速器的作用减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间的啮合完成，比较容易理解。 减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器;按照传动的级数可分为单级和多级减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 齿轮减速器应用范围广泛，例如，内平动齿轮传动与定轴齿轮传动和行星齿轮传动相比具有许多优点，能够适用于机械、冶金、矿山、建筑、轻工、国防等众多领域的大功率、大传动比场合，能够完全取代这些领域中的圆柱齿轮传动和蜗轮蜗杆传动，因此，内平动齿轮减速器有广泛的应用前景。
目录 1.传动方案拟定 (1) 2.电动机选择 (1) 2.1电动机类型的选择 (1) 2.2电动机容量的选择 (1) 2.3电动机功率选择 (1) 2.4确定电动机转速 (2) 2.5确定电动机型号 (2) 2.6计算总传动比及分配各级的传动比 (2) 3.计算传动装置的运动和动力参数 (2) 3.1计算各轴转速 (2) 3.2计算各轴的功率 (3) 3.3计算各轴扭矩 (3) 4.传动零件的设计计算 (4) 4.1选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (4) 4.2按齿面接触强度设计 (4) 5. 轴的结构设计及强度计算 (8) 5.1从动轴的计算 (8) 5.2主动轴的计算 (10) 6. 滚动轴承的选择及校核计算 (13) 6.1计算输入轴承 (13) 6.2计算输出轴承 (14) 7.键的选择及校核 (14) 8联轴器的选择 (15) 9. 箱体主要结构设计计算 (16) 结论 (17) 致谢 (19) 参考文献 (19)
论文题目:立式热虹吸式再沸器的设计 院(部>名称:机械学院 学生姓名: 专业:学号: 指导教师姓名: 论文提交时间: 论文答辩时间: 学位授予时间: 摘要 精馏的本质是利用不同物质的挥发度不同，通过多次汽化、多次冷凝的精馏过程而达到物质分离的单元操作过程，而多次汽化所需的能量即通过再沸器
提供的，这就是再沸器的作用。 甲醇釜液再沸器是一种换热器，通常采用热虹吸式换热器，也是一种列管式换热器，在生产企业中占有较重要的地位，它直接影响产品的质量和产量。 本设计主要是对其工艺、结构等的设计，通过选用换热设备的型号和对国标的查找，设计出经济实用的化工设备。再沸器的结构图使用AutoCAD二维绘图软件绘制，清楚地表达出结构尺寸，便于改进和生产。 主要介绍了再沸器的设计工作以及它在生产过程中处于的地位和作用，它是精馏塔不可或缺的一部分，它提供给精馏塔多次汽化所需的能量，它与冷凝器等都是换热设备。 关键词： 再沸器汽化AutoCAD列管式换热器甲醇 ABSTRACT Distillation is the physical separation unit operation which is achieved by the repeated distillation process of several vaporization and condensation, since the
volatility of different materials vary from each other. And the energy required for vaporization is provided by the reboiler This is the role of the reboiler. Methyl reboiler is a heat exchanger, it is also a tube-type heat exchanger. In the manufacturer industry it plays a very important role, for it has direct impact on the product quality and yield . This design is mainly for its technology, structure design.By selecting the model and the national standards of the heat transfer exchanger, we can come up with the economic and practical design of chemical equipment. Reboiler structure diagram is drawn by the two-dimensional drawing software drawing AutoCAD.So we can clearly express the structure size and it is convenient for us for further improvement and production. Now we have completed the design of the reboiler and its role in the production process.It is an integral part of the distillation column, which provides the energy needed to vaporize several distillation columns. Along with condensers they are both the heat exchangers. Key words： Reboiler ；Vaporization ；AutoCAD ；distillation column heat exchanger ；methyl 目录 前言 (4) 第一章再沸器基本参数 (6) 1.1、设计任务和设计条件 (6) 1.2、再沸器类型的选择 (6) 1.3、流程的安排 (7)
西安科技大学—乘风破浪团队 1 换热器的设计 1.1 换热器概述 换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。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。换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器，再沸器和热交换器等。由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。 换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有: ① 热负荷及流量大小； ② 流体的性质； ③ 温度、压力及允许压降的范围； ④ 对清洗、维修的要求； ⑤ 设备结构、材料、尺寸、重量； ⑥ 价格、使用安全性和寿命； 按照换热面积的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其它型式的换热器。其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产成本低、处理量大、适应高温高压等优点，应用最为广泛。 管型换热器主要有以下几种形式： （1）固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的结构型式，这种换热器的特点是结构简单，制造成本低。但由于壳程不易清洗或检修，管外物料应是比较清洁、不易结垢的。对于温差较大而壳体承受压力较低时，可在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。 （2）浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，称为固定端。另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。因此，管束的热膨胀不受壳体的约束，检修和清洗时只要将整个管束抽出即可。适用于冷热流体温
西安科技大学—乘风破浪团队 2 差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。 （3）U 形管式换热器换：热效率高，传热面积大。结构较浮头简单，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。 表1-1 换热器特点一览表
机械设计课程设计设计计算说明书 设计题目：带式输送机的减速器 学院: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 日期：
目录 一、设计任务书···································· 二、传动方案拟定·································· 三、电机的选择···································· 四、传动比分配···································· 五、传动系统运动及动力参数计算······················· 六、减速器传动零件的计算···························· 七、轴及轴承装置设计································ 八、减速器箱体及其附件的设计······················· 九、减速器的润滑与密封方式的选择·················· 十、设计小结····························
一、设计任务书 1、设计任务： 设计带式输送机的传动系统，采用单级圆柱齿轮减速器和开式圆柱齿轮传动。 2、原始数据 输送带有效拉力 输送带工作速度 输送带滚筒直径 减速器设计寿命为5年 3、已知条件 两班制工作，空载启动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。 二、传动方案拟定 1.电动机 2.联轴器 3.减速器 4.联轴器 5.开式齿轮 6.滚筒 7.输送带
传动方案如上图所示，带式输送由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入减速器3再经联轴器4及开式齿轮5将动力传送至输送机滚筒6带动输送带7工作。 计算与说明 结果 三、电机的选择 1.电动机类型的选择 由已知条件可以算出工作机所需的有效功率 Kw Fv P w 64.41000 8 .058001000=?== 联轴器效率 滚动轴承传动效率 闭式齿轮传动效率 开式齿轮传动效率 输送机滚筒效率 传动系统总效率 总 工作机所需电机功率 总 由附表B-11确定，满足 条件的电动机额定功率P m = 7.5Kw 2.电动机转速的选择 输送机滚筒轴的工作转速 初选同步转速为 的电动机。 3.电动机型号的选择 根据工作条件两班制连续工作，单向运转，工作机 所需电动机功率计电动机同步转速等，选用Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为Y132M-4,其主要数据如下： w P w k 64.4= 电动机额定功率选为 7.5Kw 初选1440r/min 的电动机
<<机械设计基础课程设计>> 说明书 机械制造及自动化专业 Jixie zhizao ji zidonghua zhuanye 机械设计基础课程设计任务书2 Jixie sheji jichu kecheng sheji renwu shu 2 姓名:x x x 学号: 班级:09级机电1班 指导教师:x x x 完成日期:2010/12/12
机械制造及自动化专业 机械设计基础课程设计任务书2 学生姓名：班级：学号： 一、设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器 给定数据及要求 已知条件：运输带工作拉力F=4kN；运输带工作速度v=1.2m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=400mm；两班制，连续单向运转，载荷较平稳。环境最高温度350C；小批量生产。 二、应完成的工作 1.减速器装配图1张； 2.零件工作图1张（从动轴）； 3.设计说明书1份。 系主任：科室负责人：指导教师：
前言 这次设计是由封闭在刚性壳内所有内容的齿轮传动是一独立完整的机构。通过这一次设计可以初步掌握一般简单机械的一套完整设计及方法，构成减速器的通用零部件。 这次设计主要介绍了减速器的类型作用及构成等，全方位的运用所学过的知识。如：机械制图，金属材料工艺学公差等已学过的理论知识。在实际生产中得以分析和解决。减速器的一般类型有：圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、齿轮-蜗杆减速器，轴装式减速器、组装式减速器、联体式减速器。 在这次设计中进一步培养了工程设计的独立能力，树立正确的设计思想，掌握常用的机械零件，机械传动装置和简单机械设计的方法和步骤，要求综合的考虑使用经济工艺性等方面的要求。确定合理的设计方案。
立式热虹吸再沸器简介 图14.立式热虹吸再沸器 （1）立式热虹吸再沸器是利用热介质在壳侧提供热量将管侧工艺流体加热沸腾的管壳式换热器，它是自然循环的单元操作，动力来自与之相连的精馏塔塔釜液位产生的静压头和管内流体的密度差。 （2）立式热虹吸再沸器广泛地应用于化与卧式相比, 其循环速率高, 传热膜系数高。但是, 工业上应用的立式热虹吸再沸器其加热督要有一定高度才能获得较高的传热速率, 而塔底液面与再沸器上部管板约为等高, 这样就提高了塔底的标高, 使设备安装费增加, 并且设备的清洗和维修也困难。 （3）立式热虹吸再沸器的不稳定性, 往往是由于两相流的不稳定流型所致。在立式热虹吸管内蛇两相流沸腾流型, 自下而上相继出现 （4）鼓泡流、弹状流、环状流及环雾流等。弹状流的大汽抱的不断出现与破裂, 激发了操作的不稳定性。 （5）立式热虹吸再沸器与卧式相比, 虽有较好的防垢性能, 但对于粘度大的物料, 例如, 石按化工中一些高分子聚合物, 也常因结垢堵塞管道, 而要定期清除垢物。严重的情况下, 运转一年就会将再沸器中绝大部分管子堵死, 垢物的清除费力费时, 十分困难。 （6）一般立式热虹吸式的管程走工艺液体，壳程走加热蒸汽。 改善立式热虹吸再沸器的操作性能, 强化其传热, 具有十分重要的意义其特点有：
结构紧凑,占地面积小,传热系数高. 壳程不能机械清洗,不适宜高粘度,或脏的传热介质. 塔釜提供气液分离空间和缓冲区. 3.1.1 立式热虹吸再沸器的选用和设计计算步骤 （1）强制循环式: 适于高粘度,热敏性物料,固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。 （2）内置式再沸器: 结构简单.传热面积小,传热效果不理想.釜内液位与再沸器上管板平齐 3.1.2 设计方法和步骤： 立式热虹吸式再沸器的流体流动系统式有塔釜内液位高度Ι、塔釜底部至再沸器下部封头的管路Ⅱ、再沸器的管程Ⅲ及其上部封头至入塔口的管路Ⅳ所构成的循环系统。由于立式热虹吸再沸器是依靠单相液体与汽液混合物间的密度差为推动力形成釜液流动循环，釜液环流量，压力降及热流量相互关联，因此，立式热虹吸再沸器工艺设计需将传热计算和流体力学计算相互关联采用试差的方法，并以出口气含率为试差变量进行计算。假设传热系数，估算传热面积。其基本步骤是： 1、初选传热系数，估算传热面积， 2、依据估算的传热面积，进行再沸器的工艺结构设计； 3、假设再沸器的出口气含率，进行热流量核算； 4、计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气含率。
熱虹吸原理 虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差,使水上升後再流到低處.由於管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內的水面變成相同的高度,水就會停止流動.利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出. 虹吸管是人類的一種古老發明,早在西元前1世紀,就有人造出了一種奇特的虹吸管. 事實上,虹吸作用並不完全是由大氣壓力所產生的,在真空裏也能產生虹吸現象.使液體向上升的力是液體間 分子的內聚力.在發生虹吸現象時,由於管內往外流的液體比流入管子內的液體多,兩邊的重力不平衡,所以液體就會繼續沿一個方向流動.在液體流入管子裏,越往上壓力就越低.如果液體上升的管子很高,壓力會降低到使 管內產生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構成),虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的.因為氣泡會使 液體斷開,氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0,從而破壞了虹吸作用,因此管子一定要裝滿水.在正常的 大氣壓下,虹吸管的作用比在真空時好,因為兩邊管口上所受到的大氣壓提高了整個虹吸管內部的壓力. 設想一下，太陽能集熱器內儲滿冷水，當太陽能集熱器吸收太陽能時，裏面的水受熱膨脹，密度變小， 就上升到上面的熱交換器中。而密度較大的冷水則回流到集熱器的底部，在吸收了熱能後，繼續膨脹上升···熱迴圈運動被稱為熱虹吸效應，集熱器和熱交換器之間的溫差越大，水體在兩者之間的迴圈流動的速度越快。
熱虹吸式再沸器 熱虹吸再沸器依靠塔釜內的液體靜壓頭核再沸器內兩相流的密度差產生推動力形成熱虹吸式運動。熱虹吸式再沸器利用再沸器中氣—液混合物和塔底液體的密度差為推動力，增加流體在管內的流動速度，減少了污垢的沉積，提高了傳熱係數，裝置緊湊，占地面積小 可以分為立式熱虹吸式再沸器和臥式熱虹吸式再沸器。 一般立式熱虹吸式的管程走工藝液體，殼程走加熱蒸汽；臥式熱虹吸式再沸器的蒸發側不加限制，可以根據工藝要求，如蒸發量大小和是否容易結垢來選擇流徑。 臥式熱虹吸式再沸器的安裝高度低於立式，其迴圈推動力較大，迴圈量也較大。 熱虹吸式再沸器利用再沸器中氣—液混合物和塔底液體的密度差為推動力，增加流體在管內的流動速度，減少了污垢的沉積，提高了傳熱係數，裝置緊湊，占地面積小。 熱虹吸式再沸器的停留時間短，適用於要求短停留時間的物系。 另外有用其傳熱係數大，對於要求大面積換熱的情況比較合適。 其中的立式熱虹吸式再沸器如為真空操作，則不適宜黏性較大的液體和帶固體物料，同時還要求塔裙的高度較高。臥式熱虹吸式再沸器則對塔釜液位核壓降要求不高，比較適用於真空精餾。
换热器的设计 换热器概述 换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。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。换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器，再沸器和热交换器等。由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。 换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有: ①热负荷及流量大小； ②流体的性质； ③温度、压力及允许压降的范围； ④对清洗、维修的要求； ⑤设备结构、材料、尺寸、重量； ⑥价格、使用安全性和寿命； 按照换热面积的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其它型
式的换热器。其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产成本低、处理量大、适应高温高压等优点，应用最为广泛。 管型换热器主要有以下几种形式： （1）固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的结构型式，这种换热器的特点是结构简单，制造成本低。但由于壳程不易清洗或检修，管外物料应是比较清洁、不易结垢的。对于温差较大而壳体承受压力较低时，可在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。 （2）浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，称为固定端。另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。因此，管束的热膨胀不受壳体的约束，检修和清洗时只要将整个管束抽出即可。适用于冷热流体温差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。 （3）U形管式换热器换：热效率高，传热面积大。结构较浮头简单，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。 表1-1 换热器特点一览表
机械设计基础课程设计说明书范例 一、设计任务书 (2) 二、拟定传动方案 (2) 三、选择电动机 (2) 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (4) 六、V带传动设计 (5) 七、齿轮传动设计 (7) 八、高速轴轴承的设计 (8) 九、高速轴直径和长度设计 (10) 十、高速轴的校核 (11) 十一、低速轴承的设计 (13) 十二、低速轴直径和长度设计 (14) 十三、低速轴的校核 (15) 十四、键的设计 (17) 十五、箱体的结构设计 (18) 十六、减速器附件的设计 (20) 十七、润滑与密封 (22) 十八、课程设计总结 (23) 十九、参考文献 (23)
定方案 选择电动机 1、电动的类型和 按工作求和工作选用一Y IP44）系列相异步电 它为卧 2、电动 （1）工机所需功w p 1250 1.5010001000w FV p ?=== （2）电机输出功d p η w d p p = 传动装的总效率 5 43221ηηηηη????=式中， 21η、…为 电动机至
卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4[2]查得：V 带传动1η=0.95；滚动轴承2η=0.99；圆柱齿轮传动3η=0.97；弹性连轴器4η=0.99；卷筒轴滑动轴承5η=0.98,则 总效率2 0.950.990.980.990.970.876η=????≈ 故 1.88 2.150.876 w d p p KW η = = ≈ （3）电动机额定功率ed p 依据表20-1[2]选取电动机额定功率 2.2ed p KW = 3、电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1[2] 查得V 带传动常用比为范围,4~2' 1=i 单级圆柱齿轮传动6~3' 2=i 则电动 机转速可选范围为 '''12716~2866/min d w n n i i r == 初选同步转速分别为1000r/min 和1500r/min 的两种电动机进行比较如下表： 结果： 1.88w p kw = 0.876η= 2.2ed p kw =
大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书 学院（系）：化工机械与安全学院 专业：过程装备与控制工程 学生姓名：孔闯 学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强 评阅教师： 完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog
摘要 本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。 通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。
目录 摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2) 1.1项目背景 (2) 1.2设计依据 (2) 1.3技术来源及授权 (2) 1.4项目简介 (2) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (1) 2.3管板 (1) 2.3.1 管板结构尺寸 (1) 2.3.2 换热管与管板连接 (2) 2.3.3 排管及管孔 (3) 2.4折流板 (5) 2.5接管及连接附件 (6) 2.6安全泄放 (7) 2.7耳式支座 (8) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (11) 3强度计算 (13) 3.1工艺参数计算结果表 (13) 3.2计算条件 (14) 3.3强度计算 (15) 3.3.1 壳程圆筒计算 (15) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (16) 3.3.3 前端管箱封头计算 (18) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (19) 3.3.5 后端管箱封头计算 (20) 3.3.6 开孔补强设计计算 (21) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (24) 3.3.8 管箱法兰计算 (34) 4结论 (36)
课程设计说明书 课程名称机械设计基础 题目名称单极齿轮减速器设计 学生学院材料与能源学院 专业班级11热电（01）班 学号3111006791 学生周沛东 指导教师 2013年 6 月29 日 目录 一、设计任务书----------------------------------------------------------------------2
二、传动方案的拟定和说明------------------------------------------------------4 三、传动装置的运动和动力参数计算----------------------------------------4 四、传动零件的设计计算----------------------------------------------------------6 五、轴的设计计算---------------------------------------------------------------------11 六、轴承的选择和寿命校核------------------------------------------------------20 七、键的选择和计算----------------------------------------------------------21 八、联轴器的选择---------------------------------------------------------------------23 九、减速器附件的选择-------------------------------------------------------------23 十、润滑和密封方式选择、润滑剂选择------------------------------------25 十一、设计小结----------------------------------------------------------------------25 十二、参考资料----------------------------------------------------------------------26 工业大学课程设计任务书
前言 第一节换热器的主要形式 换热器是一种进行热交换操作的工艺设备，广泛应用于化工、炼油、动力、冶金、原子能、造船、食品、制冷、建筑、电子、航空等工业部门中。它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一种化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要的地位。通常在化工厂的建设中换热器投资比例为11%，在炼油厂中高达40%。随着化学工业的迅速发展及能源价格的提高，换热器的投资比例将进一步加大，因此，对换热器的研究备受重视，从换热器的设计、制造、结构改进到传热机理的研究一直十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。 在化工生产中，换热器是主要的工艺设备之一。例如，在氮肥生产中，氮气与氢气的混和气体要在500℃左右的高温才能在催化剂的作用下合成氨，而氨与未反应的氮、氢气体的分离，则需要通过冷却与冷凝的办法以液体的形式分离出来。这一生产过程中的加热、冷却与冷凝就是通过换热器实现的。在酒精生产中，酒精精馏塔在操作时，原料液需预热，釜底液体需在再沸器中加热，塔顶产生的蒸汽需冷凝。这一生产过程中的预热、加热和冷凝也都是通过换热器实现的。换热器在化工行业中的应用是十分广泛的，各种化工生产工艺几乎都要用到它。 在制冷工业中，以食品冷藏业常用的以氨为制冷剂的蒸汽压缩制冷装置为例，经过压缩机压缩后的气态氨在冷凝器中被冷凝为液体；液化后的高压液态氨在膨胀机或截流阀中绝热膨胀，使温度下降到远低于周围环境的温度；这种低温氨流体在流经蒸发器时（布置在冷藏室中）吸热蒸发而回复到原先进入压缩机时的氨气状态。然后，再重复新的循环。在其他各种制冷装置中，都存在着冷凝器和蒸发器等换热器。 在火力发电厂中，装有空气预热器、燃油加热器、给水加热器、蒸汽冷凝器等一系列的换热器。其实，蒸汽锅炉本身也可以看作是一个大型复杂的换热器。燃料在炉膛中燃烧产生的热量，通过炉膛受热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤气加热工质，使工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。 在核电厂中，蒸汽发生器是一项很重要的的工艺设备。核燃料裂变所产生的大量的热量首先传给冷却剂，冷却剂在蒸汽发生器中再将热量传给水、使水汽化成蒸汽，由蒸汽来转动汽轮发电
机械设计课程设计说明书设计题目： 学生姓名 学院名称 专业 学号 指导教师 年月日
（设计任务书举例） 设计题目——油田抽油机 1. 机器的用途及功能要求 抽油机是一种采油机械，主要用于当油井不能自喷或自喷能力不能满足采油需要时，从地下抽取石油。图1是游梁式抽油机的工作原理图。工作时，抽油机的执行机构通过钢丝绳牵引抽油杆，带动活塞上、下往复运动。当活塞上移（上冲程）时，抽油泵泵体下部形成负压，使得排出阀关闭，吸入阀打开，油液被吸入泵体内；当活塞下移（下冲程）时，泵体下部压力增大，使得吸入阀关闭，排出阀打开，泵体内的石油被压入活塞体内。在活塞不断往复运动的过程中，油液从活塞体内进入抽油泵上部的油管，最后从井口排入集油管线（图1a ）。 抽油机在一个运动循环中所受的生产阻力变化很大。在上冲程中，生产阻力不仅包括抽油杆和活塞以上环形液柱的重量，而且还包括抽油杆和环形液柱的惯性动载荷（悬点E 承受了最大载荷）；而在下冲程时，抽油杆在其自重作用下克服浮力下行，生产阻力为零。此外，执行机构的总惯性力和总惯性力矩也不平衡。这些因素使抽油机在工作过程中产生有害振动，同时造成其速度波动，影响抽油杆和抽油泵的正常工作，影响抽油机的工作寿命。因此，必须对抽油机进行动平衡。 a) b) 图 1 2. 设计要求和原始数据 设计以电动机为原动机的抽油机。 ⑴ 抽油机结构简单，加工容易，便于维护，受力好，效率高，执行机构的许用压力角[α]≤40°； ⑵ 执行机构具有急回性能，行程速比系数1＜k ≤1.15； ⑶ 抽油杆的冲程长度可调； ⑷ 采用曲柄平衡方式对抽油机进行动平衡，平衡重G 作用于B 点（图1b ）； ⑸ 机器使用寿命10年（每年按300天计算），每日三班制工作，机器工作时不逆转，允许曲柄转速有±5%的误差，载荷基本平稳，起动载荷为名义载荷的1.5倍。 ⑹ 设计原始数据如下：
目录 一、设计任务 (4) 1、设计带式运输机传动装置的设计 (4) 2、原始数据 (4) 3、工作条件 (4) 4、机器结构图 (4) 二、传动方案分析 三、传动装置运动和动力参数计算 (5) （一）、电动机的选择 (6) （二）、传动比分配 (6) （三）、传动装置的运动和动力参数 (7) 四、传动零件的设计计算.............. 错误！未定义书签。 （一）、各主要尺寸计算 (8) （二）、强度校核 (9) 五、轴的设计和计算 (11) （一）、轴的材料选择和最小直径估计 (11) （二）、轴的结构设计 (12) （三）、轴的强度校核 (13) （一）、高速轴的校核 (13) （二）、低速轴的校核 (14)
六、键连接的选择和计算 (15) （一）、高速轴上键的选择和校核 (15) （二）、中间轴上的键选择和校核 (15) （三）、低速轴的键选择和校核 (15) 七、滚动轴承的选择和校核............. 错误！未定义书签。 （一）、轴承的选择 (16) （二）、高速轴轴承的校核 (17) （一）、低速轴轴承的校核 (18) 八、联轴器的选择 (20) 九、润滑、密封装置的设计 (21) 十、箱体的设计 (22) 十一、参考文献 (24)
、设计任务 计算项目 计算及说明 结果 1、 设计带式运输机传动装置 2、 设计数据： 1） 运输带工作拉力：F=1350N 2） 运输带工作速度：V=1.6m/s 3） 运输带滚筒直径：D=260mm 4） 工作年限：10年（每年按300天计算）；3班制。 3、 工作条件 工作中有轻微振动，单向运转，运送带速度允许误差为 5%;工作期限为10年，每年工作300天，三班制工作, 一般用途；检修期间 隔为3年。 4、 机器结构如图 1-电动机；2-V 带传动；3-斜齿圆柱齿轮减速器；4-联轴 器；5-带式运输机构 di 带式输送机传动装置运动简图 设计任务