浮头式换热器设计任务书
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武汉工程大学2014年3月
设计任务书
一.设计条件
二.设计任务与内容
1.工艺设计计算
①确定设计方案
选择换热器类型,确定物料流程,确定物性参数
②估算传热面积
确定换热量、平均温差、传热面积、冷却水流量
③工艺结构参数确定
根据工艺计算,合理确定介质流向与换热管的结构尺寸,如管壳程数、壳体及进出口接管直径,换热管规格尺寸与数量,折流板排列形式与间距,管板直径及管子排列方式等。
④换热流量核算
⑤换热器内流动的流体阻力核算
2.结构设计
①筒体、管箱、法兰、浮头盖、管板、开口补强、支座等主要受压部件与元件的选材,结构选型与设计,强度计算与校核;
②编制法兰计算程序,并按指定要求进行探讨性计算;
③管束的振动计算及防震设计部分
3.绘制全部施工图,包括装配图、部件图、零件图等总计约1号图幅6张。
4.编制管箱、法兰、管束、管板、浮头盖、外头盖等主要零部件的加工制造工艺及其装配程序,并制订管、壳程的试压方案及程序。
5.主要受压元件的材料选择及其可焊性评价与焊接材料选择说明。
6.编写设计说明书。
三.设计说明书的基本内容与要求
设计说明书的作用是对自己所作的设计作出书面计算与论证,其基本内容依次为:题目、目录、前言、设计条件及所依据的主要设计标准、设计计算、加工工艺及试验等的说明,以及专题论证、电算程序与结果、造价概算和主要参考资料等。
前言中应概述设计作品在工艺装配中的功用、操作、维护要求和结构特点,主要设计内容简介,设计中的结构改进或创新,设计所遵循的标准规范等。
设计条件是指自己具体设计设备的操作条件,如介质性质、操作温度和压力等。
计算与论证为说明书的主体,包括除前言和设计条件外的全部上述内容。设计说明书要求格式规范统一,条理清楚,图文并茂,文理通顺,书写整洁。
参考资料书写格式为:
序号作者书刊名称出版社年月
设计指导书
一. 毕业设计的目的
1.运用所学基础与专业理论知识进行实际设备设计的全面训练,以掌握设备设计的基础思路、方法与内容。
2.综合训练和提高设计调研、文献查阅、方案论证、计(电)算、绘图及设计文件编制等基本技能。
3.树立生产和经济观点,培养工程设计的责任感和严肃认真的设计作风。
二. 设计要求与注意事项
1.全部设计内容必须独立按时完成。
2.在满足工艺与强度前提下,结构力求简单合理,操作维修方便,安全可靠。
3.选材可靠合理,价廉易得。
4.严格遵守现行国家或部颁标准,尽量采用标准部件。
5.图纸应符合施工图的内容要求,力求图面布局合理,图样正确清晰,标题栏、明细表齐全正确,装配图、部件图、零件图及说明书中的相应结构尺寸必须一致。
6.图纸应先请教师审查后在进行加粗,全套图纸完成后交指导教师审阅后签字,并将所指错误修改后按图幅样叠好,与说明书装入设计资料袋,资料袋封面应注明班级、姓名、日期及设计题目。
三. 主要设计资料索引
1.工艺计算及结构设计:[1]、[2]、[3]
2.结构尺寸与强度计算:[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]
3.焊接结构:[4]、[11]
4.零件材料及焊接材料:[10]
5.容器锻件技术条件:[16]
6.图幅、图样比例、标题栏、明细表规格:[12]
7.装配图及主要零部件技术要求:[13]、[3]、[4]
四. 主要设计参考资料
1.换热器设计,化工设备全书编委会,上海科技出版社,1989
2.JB/T47-92,列管式换热器基本型式及参数
3.GB151-99,钢制列管式换热器
4.GB150-2012,压力容器
5.JB4700~4707-92,压力容器法兰
6.JB/T××××-92,外头盖侧法兰等十项标准
7.HG20592-2009,钢制管法兰、垫片、紧固件
8.JB/T××××-92,容器支座
9. JB/T 4736-2002 补强圈
10.HG20583-2011,钢制化工容器材料选用规定
11.HG20584-89,钢制化工容器结构选用规定
12.化工设备设计文件编制规定
13.化工设备技术图样要求
14.GB4457~4460-84,GB131-83,机械制图
15.压力容器锻件技术条件
五.设计参考进度
第 9~10周:工艺计算
第11~12周:结构及强度设计
第13~14周:绘制施工图
第15~16周:电算及编制说明书
第16~17周:整理设计文件、准备答辩
六. 设计答辩复习思考题
1.影响传热效率和流体阻力的结构参数各有哪些?各起什么影响?
2.壳体直径、进出口接管直径、换热管根数各如何确定?
3.减小或消除轴向应力可采用哪些措施,其效果有何区别?
4.介质流向如何确定?为什么原油走壳程,可否改为原油走管程?
5.传热面积系指什么?以何者为准确定?三角形和正方形布管各有何优缺点?
6.设计中主要采用了什么标准?其主要内容是什么?
7.设计压力与操作压力是否相同?如何确定设计压力、设计温度、腐蚀余量和焊缝隙数?8.最大操作压力、设计压力、许用压力、液压试验压力、公称压力、气压试验压力、气密性试验压力的概念及其大小排列顺序?
9.许用压力的概念及其影响因素?
10. 液压试验、气压试验、气密性试验的目的、应用和校核条件有何异同?其试验程序各有何要求?为什么?
11. 最小厚度、计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度的区别与关系?
12. 16Mn与16MnR,20R与16MnR与在成分、性能和应用方面有何异同?可否互相代用?焊接时各采用什么焊条?
13. Q235-A、Q235-B、Q235-C及Q235-A与Q235-AF有何区别?
14. J22与J427, J427与J507有何异同?
15. 20R和16MnR对接焊时,其焊条和预热温度各如何确定?
16. 浮头法兰锻后热处理和组焊后热处理的目的有何区别?各进行什么热处理?其加热强度和冷却方式有何区别?
17. 射线、超声、磁粉和渗透探伤方法各适用于什么材料和缺陷的探伤?其灵敏度有何区别?