固定管板式换热器(毕业设计)

固定管板式换热器的设计学生：库勇智，化学与环境工程学院指导教师：王小雨，江汉大学摘要换热器是用来在流体间交换热量的装置，在化学专业中具有非常重要的地位，被使用于化工各行业中。

由于其中固定管板式换热器管板和壳体是一体构造，具有结构简单、造价十分便宜的优点，所以被普遍的使用。

这篇设计说明书上面着重说明了换热器的换热面积、各个设计压力和设计温度以及接管等数据参数。

根据上面所给的数据和换热器类型来对换热器的各个零部件，即换热管根数，尺寸、排列方式，壳体和管箱、封头等等，最后校核、压力试验，根据工艺结构选出材料，最后作图。

本设计说明书的每一部分都是完全参照GB150-2011《压力容器》和GB151-2014《热交换器》中固定管板式换热器的有关标准来计算、校核和选型的。

关键词管壳式换热器；固定管板式换热器；加热器AbstractHeat exchanger is a device for exchanging heat between the fluids and in chemistry has a very important position, is used in the chemical industry. Because of the fixed tube plate heat exchanger tube plate and the shell is an integral structure, with has the advantages of simple structure, low cost advantages, so be widely use.The design specification above illustrates the change of the heat exchange area of the heat exchanger, each design pressure and temperature and over data parameters. According to the data given above and the heat exchanger type heat exchanger parts, i.e. the heat exchange tube number, size, arrangement, shell and tube box, head, and so on, finally checking, pressure test, selected according to process structure materials. Finally, drawing.The design specification is strictly according to GB150-2011< pressure container > and heat GB151-2014< exchanger is > fixed tube plate heat exchanger of the relevant provisions of the calculation, selection and checking.Key wordsShell and tube heat exchanger ；fixed tube heat exchanger ；heater目录摘要--------------------------------------------------------1 目录--------------------------------------------------------3 符号说明------------------------------------------------------5 第一章绪论---------------------------------------------------6 第1.1节换热器的分类-----------------------------------------6 第1.2节固定管板式换热器的特点-------------------------------6 第二章换热器的工艺设计---------------------------------------7 第2.1节各部件的材料-----------------------------------------7 第2.2节换热器的工艺条件-------------------------------------7 第2.3节估算设备尺寸-----------------------------------------8 第三章结构强度设计与校核------------------------------------9 第3.1节壳体和管箱的厚度计算--------------------------------9 第3.2节封头的计算------------------------------------------11 第3.3节垫片------------------------------------------------12 第3.4节螺栓------------------------------------------------12 第3.5节法兰------------------------------------------------13 第3.6节开孔补强的计算--------------------------------------14 第3.7节压力试验--------------------------------------------15 第四章零部件的选型-----------------------------------------16 第4.1节换热管的型式和尺寸----------------------------------16 第4.2节折流板----------------------------------------------17 第4.3节定距管和拉杆----------------------------------------18 第4.4节防冲板----------------------------------------------19 第4.5节接管------------------------------------------------20 第4.6节管箱------------------------------------------------22第4.7节管板的结构尺寸--------------------------------------22第4.8节封头------------------------------------------------23 第4.9节螺栓的选型------------------------------------------24 第4.10节鞍座的选取-----------------------------------------24 第五章换热器的连接形式-------------------------------------26 第5.1节传热管与管板的连接----------------------------------26 第5.2节管板与壳体的连接------------------------------------27 第5.3节管板与法兰的连接------------------------------------28 第六章换热器的制造、检验及安装-----------------------------28 第6.1节总体制造工艺----------------------------------------28 第6.2节筒体的制造------------------------------------------29 第6.3节封头的制造------------------------------------------30 第6.4节管板的制造------------------------------------------31 第6.5节管束的制造------------------------------------------31 第6.6节折流板的制造----------------------------------------32 第6.7节换热器的质量检测------------------------------------32 第6.8节装配------------------------------------------------32 第6.9节油漆、包装------------------------------------------33总结---------------------------------------------------------34 致谢---------------------------------------------------------34参考文献-----------------------------------------------------35符号说明第一章绪论换热器的工作原理是换热器中管程、壳程流体由于温度不同而产生热交换，流体来达到升高或降低温度的目的。

河北化工医药职业技术学院毕业设计固定管板式换热器设计专业班级学号姓名指导教师成绩摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。

换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。

其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。

固定管板式换热器管束连接在管板上，管板与壳体焊接。

其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易堵管或更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力，这种换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。

关键词：固定管板式换热器压力容器目录第一章绪论 (1)1.1货叉与放箱的概念 (1)1.2货叉与放箱的分类 (1)第二章课程设计的内容和要求 (3)2.1课程设计的内容 (3)2.2课程设计的控制要求 (3)第三章硬件系统设计 (4)3.1PLC控制的优点 (4)3.2 PLC的发展 (4)3.3PLC的选型及其特点 (7)3.4所需硬件工具与仪器 (8)第四章软件系统设计 (24)4.1设计思想 (4)4.2P LC端子接线 (4)4.3P LC梯形图 (4)4.4指令程序 (4)第五章系统的安装调试 (25)5.1系统的安装 (25)5.2系统的调试 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第一章绪论化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素，是化工产品质量保证体系的重要组成部分[1]。

然而在化工设备中化工容器占据着举足轻重的地位，由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，化工容器一般有筒体、封头、支座、法兰及各种容器开孔接管所组成，通常为压力容器，因为压力容器是化工设备的主体，对其化工生产过程极其重要，国家对其每一步都有具的标准对其进行规范，如：中国《压力容器安全技术监察规程》、GB150—1998《钢制压力容器》、GB151—1999《管壳式换热器》等。

管壳式换热器（过热蒸汽0.65MPa,295℃;水0.8MPa,50℃）摘要本设计说明书是关于固定管板是换热器的设计，设计依照GB151-1999《钢制管壳式换热器》进行，设计中对换热器进行化工计算、结构设计、强度计算。

设计第一步是对换热器进行化工计算，主要根据给定的设计条件估算换热面积，初定换热器尺寸，然后核算传热系数，计算实际换热面积，最后进行阻力损失计算。

设计第二步是对换热器进行结构设计，主要是根据第一步计算的结果对换热器的各零部件进行设计，包括管箱、定距管、折流板等。

设计第三步是对换热器进行强度计算，并用软件SW6进行校核。

最后，设计结果通过图表现出来。

关键词：换热器，固定管板，化工计算，结构设计，强度计算。

AbtractThe design statement is about the fixed tube sheet heat exchanger .In the design of the heat exchanger ,the chemical calculation,the structure design and the strength calculation must according to GB151-1999“Steel System Type Heat exchanger ”.The first step of the design is the chemical calculation .Mainly according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area and select heat exchanger size.Then check the heat transfer coefficient, calculate the actual heat transfer area,and finally calculate the resistance loss.The second step of the design of heat exchanger is the structural design of the heat exchanger. The design of heat exchanger parts mainly according to the first step of calculation.such as tube boxes , the distance control tube, baffled plates .The third step of the design of heat exchanger is the strength calculation and using SW6 software to check. Finally, the design results are shown in figures.Key words: heat changer, fixed tude plate, chemical calculation,structure design, strength calculation.一、前言管壳式换热器是目前应用最广的换热设备，它具有结构坚固、可靠性高、适用性强、选材广泛等优点。

绪论 (3)第一章工艺计算 (8)1.1初步估算传热面积 (9)1.1.1热流量计算 (9)1.1.2冷却水用量计算 (9)1.1.3平均传热温差计算 (9)1.1.4初算传热面积 (9)1.2工艺结构及尺寸计算 (10)1.2.1换热管参数计算 (10)1.2.2壳程参数计算 (12)1.2.3折流板选择及参数计算 (13)1.2.4接管参数计算 (14)1.3换热器核算 (14)1.3.1传热面积校核 (14)1.3.2管内表面传热系数 (15)1.3.3传热面积校核 (17)1.4换热器内压降的核算 (18)1.4.1管程阻力计算 (18)1.4.2壳程阻力 (18)1.5工艺计算结果汇总 (19)第二章强度计算 (20)2.1换热器壁厚设计计算 (21)2.1.1壳程壁厚设计计算 (21)2.1.2管箱短节壁厚设计校核 (21)2.1.3封头壁厚设计校核 (22)2.1.4左端平盖封头的设计校核 (24)2.2换热管失稳应力分析 (25)2.3补强判别 (25)2.3.1开孔补强计算方法判别 (26)2.3.2开孔所需补强面积 (26)2.4密封装置选型及设计 (29)2.4.1垫片选型与设计 (29)2.4.2压力容器法兰设计 (30)2.4.3管法兰设计 (33)2.5管板设计及校核 (34)2.5.1管板计算的有关参数的确定 (34)2.5.2计算各参数和系数 (34)2.5.3管板的应力校核及评定 (39)2.6 接管 (41)2.7支座的设计计算及校核 (43)2.7.1选型 (43)2.7.2支座安装位置的确定 (44)2.7.3鞍座主要尺寸的确定 (45)2.7.4鞍式支座的计算及校核 (46)2.7.5鞍座内力的分析 (48)2.8拉杆 (49)2.9定距管 (50)2.10焊接结构设计 (50)2.10.1焊接接头选择 (50)2.10.2 焊接方法选择 (51)2.10.3主要焊接结构 (52)参考文献 (56)致谢 (56)绪论目前压缩机被广泛应用在空分、冶金、化肥、化工、制药、动力站等领域。

优秀论文审核通过未经允许切勿外传新疆工程学院毕业设计（论文）2013 届题目固定管板式换热器设计专业设备维修技术学生姓名韩向阳学号小组成员侯磊、张立东、蒋颖超指导教师蔡香丽、薛风完成日期新疆工程学院教务处印制新疆工程学院毕业论文（设计）任务书班级化设备10-6班专业设备维修技术姓名韩向阳日期 2013.3.4 1、论文（设计）题目：固定管板式换热器设计2、论文（设计）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。

（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。

（3）主题明确，思路清晰。

（4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。

（5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。

（6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。

3、论文（设计）日期：任务下达日期 2013.3.4完成日期 2013.4.104、指导教师签字：新疆工程学院毕业论文（设计）成绩评定报告序号评分指标具体要求分数范围得分1 学习态度努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期完成规定的任务。

0—10分2 能力与质量调研论证能独立查阅文献资料及从事其它形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。

0—15分综合能力论文能运用所学知识和技能，有一定见解和实用价值。

0—25分论文（设计）质量论证、分析逻辑清晰、正确合理，0—20分3 工作量内容充实，工作饱满，符合规定字数要求。

绘图(表)符合要求。

0— 15分4 撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整，书写格式规范，0— 15分合计0—100分评语：成绩：评阅人（签名）：日期：毕业论文答辩及综合成绩答辩情况自述情况清晰、完整流利简练清晰完整完整熟悉内容基本完整熟悉内容不熟悉内容提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩小组评语及建议成绩：答辩委员会综合成绩：答辩委员会主任签字：年月日固定管板式换热器韩向阳(新疆工程学院, 乌鲁木齐 830091)摘要：本设计以安全为前提，并尽可能保证其质量、经济合理性以及实用性等技术指标。

优质资料U型管式换热器设计摘要本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。

U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。

U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。

本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。

换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。

设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。

关键词：U型管换热器，结构，强度，设计计算目录中文摘要 ......................... 错误！未定义书签。

英文摘要 ......................... 错误！未定义书签。

绪论 (1)1管壳式换热器的类型、结构与型号 (2)1.1换热器的零部件名称 (2)1.2换热器的主要组合部件 (3)2换热器材料选择 (4)2.1选材原则 (4)3换热器结构设计 (5)3.1壁厚的确定 (6)3.2管箱圆筒短节设计 (6)3.3壳体圆筒设计 (7)3.4封头设计 (8)3.4.1后封头计算 (9)3.4.2管箱封头计算 (10)3.5换热管设计 (11)3.5.1换热管的规格和尺寸偏差 (11)3.5.2 U形管的尺寸 (12)3.5.3管子的排列型式 (12)3.5.4换热管中心距 (13)3.5.5布管限定圆 (13)3.5.6换热管的排列原则 (15)3.6管板设计 (15)3.6.1管板连接设计 (17)3.6.2 管板设计计算 (19)3.7管箱结构设计 (22)3.7.1管箱的最小内侧深度 (22)3.7.2分程隔板 (22)4换热器其他各部件结构 (23)4.1进出口接管设计 (23)4.1.1接管法兰设计 (23)4.1.2接管外伸长度 (25)4.1.3 接管与筒体、管箱壳体的连接 (25)4.1.4 接管开孔补强的设计计算 (25)4.1.5接管最小位置 (29)4.1.6壳程接管位置的最小尺寸 (30)4.1.7管箱接管位置的最小尺寸 (30)4.2 管板法兰设计 (31)4.2.1 垫片的设计 (33)4.2.2螺栓设计 (34)4.2.3法兰设计 (36)4.3 折流板 (38)4.3.1 折流板尺寸 (39)4.3.2 折流板的布置 (39)4.3.3 折流板的固定 (36)4.4 拉杆与定距管 (38)4.4.1 拉杆的结构型式 (39)4.4.2拉杆的直径和数量 (39)4.4.3拉杆的尺寸 (42)4.4.4拉杆的布置 (43)4.4.5定距管尺寸 (43)4.5防冲与导流 (43)4.5.1 防冲板的形式 (43)4.5.2防冲板的位置和尺寸 (43)4.5.3导流筒 (44)4.6双壳程结构 (44)4.7防短路结构 (44)4.7.1旁路挡板的结构尺寸 (45)4.7.2 挡管 (45)4.7.3中间挡板 (45)4.8鞍座 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录英文文摘及翻译 (49)绪论能源是当前人类面临的重要问题之一，能源开发及转换利用已成为各国的重要课题，而换热器是能源利用过程中必不可少的设备，几乎一切工业领域都要使用，化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门应用尤为广泛。

固定管板式换热器毕业设计论文固定管板式换热器是一种由管束和固定在壳体内的板组成的设备。

其主要原理是通过壳程流体和管程流体之间的热交换来实现能量的传递。

固定管板式换热器具有结构紧凑、传热效率高等优点，广泛应用于化工、电力、制药等工业领域。

固定管板式换热器通常由壳体、管束、传热板和密封件组成。

壳体是换热器的外壳，具有承压功能，同时也可用于导热油或蒸汽等传热介质的进出口。

管束是固定在壳体内的管道，管子间的间距和相互连接方式不同会影响到传热效果。

传热板用于增加管束的传热面积，提高传热效率。

密封件则用于确保换热器的密封性能，防止流体泄漏。

在设计固定管板式换热器时，需要考虑多个因素，包括传热面积、流体流量、传热效率和压降等。

传热面积的大小直接影响到传热效果，表面积越大，传热效果越好。

流体流量的大小决定了流体在换热器中停留的时间，也会影响到传热效率。

为了提高传热效率，可以采取增加传热面积、增加流体流量或改变换热介质的方式。

固定管板式换热器还可以进行优化设计，以改善其传热性能。

常见的优化手段包括增加换热器的传热面积、改变流体流动方式、优化传热介质的选择等。

此外，还可以通过改变管束的布置方式、调整流体入口和出口的位置等，来改善换热器的流体分布和速度分布，从而提高传热效率。

综上所述，固定管板式换热器是一种常用的换热设备，具有结构紧凑、传热效率高等优点。

通过合理的设计和优化，可以改善其传热性能，满足工业领域对换热设备的需求。

设计固定管板式换热器时需要考虑多个因素，包括传热面积、流体流量、传热效率和压降等。

未来，可以进一步研究换热器的优化设计，以提高其性能，并探索新的应用领域。

沈阳化工大学本科毕业设计题目：固定管板式换热器设计院系：能源与动力工程学院专业：热能与动力工程毕业设计任务书热能与动力工程专业班学生：毕业设计（论文）题目：固定管板式冷却器设计毕业设计（论文）内容：文献综述CAD软件制图英文翻译毕业实习毕业设计（论文）专题部分：起止时间：2012 年 3 月---2012 年 6 月指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日毕业设计开题报告论文题目: 固定管板式换热器的设计学生姓名:专业班级: 学号:指导教师:2013年3月1日1.选题的目的和意义换热器为石油化工、食品、原子能及其它化工部门所广泛使用的一种工艺设备。

一般情况换热器约占石油化工装置设备总重量的40%。

近年来,随着制造技术的进步,强化转热元件的开发,使得新型高效换热研究有了较大的发展,根据不同的工艺条件与换热工况制造了不同结构形式的新型换热器,并已在化工、炼油、石油化工、制冷和制药各行业得到应用与推广，取得了较大的经济效益。

2.题目要完成的主要内容和预期目标本次设计的换热器是固定管板式换热器，主要完成冷却水一煤油间的热量交换。

管程工作压力为0.25Mpa，壳程工作压力为0.2Mpa。

设计温度壳程是75℃，管程为35℃。

管程内介质是自来水，壳程内为煤油。

选用石棉作保温材料，厚度为100mm。

根据任务书中流体进、出口的温度计算传热负荷，确定，选定换热器形式，选取换热器的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使换热器有足够的腐蚀裕度。

结构设计的一般顺序为:1.管箱设计，选择管箱短节、分程隔板、的材料尺寸及管箱深度。

2.圆筒设计，选择合适的材料，计算结构尺寸。

3.封头设计，选择封头形式，分别计算所受内压和外压。

4.管板设计，确定连接形式，计算最小厚度。

5.拉杆和定管距，确定拉杆的结构形式、直径和数量、布置及定管距结构尺寸。

6.折流板设计，选择折流板形式、尺寸及板间距。

换热器毕业设计论文（共五篇）第一篇：换热器毕业设计论文河南机电高等专科学校毕业设计说明书第1章浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。

浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力，另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便，易清洗，在化工工业中应用非常广泛。

本文对浮头式换热器进行了整体的设计，按照设计要求，在结构的选取上，即壳侧两程，管侧四程。

首先，通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计，设计的前半部分是工艺计算部分，主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管程压降的计算；设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。

主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如壳体、折流板、管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、法兰、补强圈）的设计。

换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。

随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。

换热器因而面临着新的挑战。

换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。

目前在发达的工业国家热回收率已达96%。

换热设备在现代装置中约占设备总重30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%。

其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。

其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。

在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。

浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。

换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。

换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。

固定管板式换热器的概述管换热器；填料函式换热器。

固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。

由于其结构简单，运用比较广泛。

固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。

在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%-45%。

近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。

结构原理固定管板式换热器管程和壳程中，流过不同温度的流体，通过热交换完成换热。

当两流体的温度差较大时，为了避免较高的温差应力，通常在壳程的适当位置上，增加一个补偿圈（膨胀节）。

当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。

一、固定管板式换热器的构成和特点1、固定管板式换热器的构成固定管板式换热器由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成，其结构较紧凑，排管较多，在相同直径下面积较大，制造较简单。

固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。

这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。

2、固定管板式换热器的特点固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛应用。

壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。

当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。

固定管板式换热器的特点是：①、旁路渗流较小②、锻件使用较少，造价低；③、无内漏；④、传热面积比浮头式换热器大20%～30%。

3、固定管板式换热器的缺点是：①、壳体和管壁的温差较大，壳体和管子壁温差t≤50℃,当t≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节；②、易产生温差力，管板与管头之间易产生温差应力而损坏；③、壳程无法机械清洗；④、管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低；3、固定管板式换热器的机械设计固定管板式换热器的机械设计除了最关键的换热板片以外，还有两块墙板，我们称为框架板和压力板，框架板为外侧不可活动的墙板，压力板为换热板片另一侧的可用拉杆螺栓调整位置的墙板；数根拉杆螺栓，用来加紧框架板和压力板；立柱；上下导杆，连接在框架板和立柱之间，用来支撑并给压力板和换热半片导向；框架板和立柱上可安装底脚底脚，用于固定机器。

固定管板式换热器课程设计
设计要求：
1.设计一台固定管板式换热器，工作流体为液体A和液体B，A的流量为1000m3/h，B的流量为800m3/h。

2.液体A的入口温度为120°C，出口温度为80°C；液体B的入口温度为50°C，出口温度为70°C。

3. 换热器的管子和板的材料为不锈钢，厚度为2 mm，管子直径为25 mm，板的间距为35 mm。

4.液体A和液体B之间的换热系数为1800W/(m2·°C)。

5.计算换热器的传热面积、换热面积密度和热负荷。

设计步骤：
1.确定换热器的传热面积：根据液体A和液体B的流量和温度差计算平均传热面积，公式为：
A=Q/(U×ΔΤ)，其中Q为传热量，U为换热系数，ΔΤ为温度差。

Q=m×Cp×ΔΤ，其中m为质量流量，Cp为比热容，ΔΤ为温度差。

将上述公式代入第一公式中，即可得到传热面积A。

2.计算换热器的传热面积密度：换热面积密度为传热面积与设备有效体积的比值，公式为：
AD=A/V，其中V为设备有效体积。

3.计算换热器的热负荷：热负荷为单位面积的传热量，公式为：
Q/A。

4.优化设计：根据所得的热负荷和传热面积密度，结合实际需求和经验，对设计进行优化，调整管子和板的数量、尺寸等参数。

以上为固定管板式换热器的课程设计步骤，通过计算和优化设计，可以得到符合实际应用要求的换热器。

希望本设计能帮助你更好地理解和应用固定管板式换热器。

绪论 (2)第一章工艺计算 (6)1.1初步估算传热面积 (6)1.1.1热流量计算 (6)1.1.2冷却水用量计算 (6)1.1.3平均传热温差计算 (6)1.1.4初算传热面积 (6)1.2工艺结构及尺寸计算 (7)1.2.1换热管参数计算 (7)1.2.2壳程参数计算 (8)1.2.3折流板选择及参数计算 (9)1.2.4接管参数计算 (9)1.3换热器核算 (10)1.3.1传热面积校核 (10)1.3.2管内表面传热系数 (10)1.3.3传热面积校核 (11)1.4换热器内压降的核算 (11)1.4.1管程阻力计算 (12)1.4.2壳程阻力 (12)1.5工艺计算结果汇总 (12)第二章强度计算 (13)2.1换热器壁厚设计计算 (13)2.1.1壳程壁厚设计计算 (13)2.1.2管箱短节壁厚设计校核 (14)2.1.3封头壁厚设计校核 (14)2.1.4左端平盖封头的设计校核 (15)2.2换热管失稳应力分析 (16)2.3补强判别 (16)2.3.1开孔补强计算方法判别 (16)2.3.2开孔所需补强面积 (17)2.4密封装置选型及设计 (19)2.4.1垫片选型与设计 (19)2.4.2压力容器法兰设计 (19)2.4.3管法兰设计 (21)2.5管板设计及校核 (22)2.5.1管板计算的有关参数的确定 (22)2.5.2计算各参数和系数 (22)2.5.3管板的应力校核及评定 (25)2.6 接管 (26)2.7支座的设计计算及校核 (27)2.7.1选型 (27)2.7.2支座安装位置的确定 (28)2.7.3鞍座主要尺寸的确定 (28)2.7.4鞍式支座的计算及校核 (29)2.7.5鞍座内力的分析 (30)2.8拉杆 (31)2.9定距管 (32)2.10焊接结构设计 (32)2.10.1焊接接头选择 (32)2.10.2 焊接方法选择 (33)2.10.3主要焊接结构 (33)参考文献 (35)致谢 (35)绪论目前压缩机被广泛应用在空分、冶金、化肥、化工、制药、动力站等领域。

固定管板换热器毕业设计首先，固定管板换热器的设计是毕业设计的核心内容之一、设计中需要考虑许多因素，如热交换面积、温度差、压力降等。

根据具体的工艺要求和条件，合理选择材料、布置方式以及流体的流向，确保换热器的高效稳定运行。

此外，设计中还需要进行热力计算、强度计算和传热传质计算等多种分析，确保设计结果符合工程实际。

其次，固定管板换热器的性能优化是实现高效能的关键。

性能优化可以通过多种途径实现，如增加热交换面积、改进材料选择、优化流体流动方式等。

其中，增加热交换面积可以提高换热效率，但也会增加设备的体积和成本。

因此，需要根据具体需求和经济考虑进行权衡。

另外，选择高传热性能的材料，如高导热系数的金属，可以提高换热器的热传导效率。

此外，通过优化流体流动方式，如采用多股管设计等，可以增加流体的湍流程度，提高换热效果。

在应用方面，固定管板换热器可以用于各种工业过程中的热能交换。

例如，在石油行业，固定管板换热器被广泛应用于原油蒸馏、催化裂化、乙烯裂解等工艺中。

在化工领域，固定管板换热器可用于合成氨、合成甲醇、合成乙二醇等工艺中。

此外，固定管板换热器还可以应用于环保工程中的烟气余热回收以及空调系统中的水冷却等领域。

最后，固定管板换热器在未来的发展趋势中有着广阔的应用前景。

随着工业的快速发展和技术的进步，换热器的性能和效率要求越来越高。

因此，固定管板换热器将不断进行创新和改进，以满足不同领域的需求。

例如，采用新型材料、新工艺的固定管板换热器正在不断涌现，更加节能、环保和高效。

此外，智能化、自动化的固定管板换热器也是未来的发展方向之一，通过传感器和控制系统的应用，实现对换热器的实时监测和调节，提高运行效率和安全性。

综上所述，固定管板换热器作为一种常见的换热设备，在毕业设计中有着重要的地位和作用。

通过设计、性能优化、应用案例和未来发展趋势的研究，可以进一步深入了解固定管板换热器的原理和特点，为工程实践提供指导和参考。

固定管板式换热器中文摘要换热器是工业生产中最常用的设备，在不同工作条件下对换热器性能要求不同，它是冷热流体间传递热量的设备。

本次设计为固定管板式换热器，固定管板式换热器主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板、拉杆、定距管、封头等组成。

固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。

由于其结构简单，运用比较广泛。

固定管板式换热器管程和壳程中，流过不同温度的流体，通过热交换完成换热。

当两流体的温度差较大时，为了避免较高的温差应力，通常在壳程的适当位置上，增加一个补偿圈（膨胀节）。

当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。

在传热计算工艺中，包括传热面积计算，传热量、传热系数的确定和换热器内径及换热管型号的选择，以及传热系数、压降及壁温的验算等问题。

在强度计算中主要讨论的是筒体、管箱、封头、管板厚度计算以及折流板、法兰、垫片和接管、支座、等零部件的设计，还要进行一些强度校核。

本设计是按照GB151《管壳式换热器》和GB150《钢制压力容器》设计的。

换热器在工、农业的各个领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处见，是不可缺少的工艺设备之一。

随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果。

关键词：换热器；设计；校核；固定管板式AbstractHeat exchanger is the most commonly used equipment in industrial production, the requirements of different heat exchanger performance under different working conditions, it is the equipment of heat transfer between cold and hot fluids.The design for the fixed tube plate heat exchanger, fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of a tube box, tube plate, shell, heat pipe, baffle plate, rod, tube, head distance etc.. Fixed tube plate heat exchanger by the two ends of tube plate and the shell. Because of its simple structure, more extensive use of. Fixed tube plate heat exchanger tube side and shell, through the fluid of different temperature, through the heat exchange heat. When the two fluid temperature difference is larger, in order to avoid high temperature stress, usually in the shell in the appropriate location, adding a compensation coil (expansion). When the shell and tube heat expansion compensation ring is not at the same time, the slow elastic deformation to compensate for the thermal stress caused by thermal.In the calculation of the heat transfer process, including heat transfer area calculation, heat transfer, the determination of heat transfer coefficient and the heat exchanger tube diameter and the choice ofmodels of the heat exchange, and the heat transfer coefficient, pressure drop and wall temperature calculation etc.. Discussion on the calculation of strength is the design of cylinder, tube box, head, tube plate thickness calculation and the baffle plate, flange, gasket and takeover, support, etc, but also some strength check. This design is in accordance with the design of GB151 《shell and tube type heat exchanger》and GB150 《steel pressure vessel》The heat exchanger is very extensive applications in various fields of industry, agriculture, in the daily life of heat transfer equipment also can see, is one of the indispensable process equipment. With the in-depth research, industrial application has achieved the results attract people's attention.Keywords: heat exchanger; design; check; fixed tube plate目录文献综述................................ 错误！未定义书签。

本科毕业设计说明书固定管板式换热器的整体设计ON THE OVERRALL DESIGN OF FIXED TABE PLATEHEAT EXCHANGER学院（部）：机械工程学院专业班级：过控09—2班学生姓名：王宁指导老师：伍广教授2013年 06 月 08 日固定管板式换热器设计摘要换热设备在炼油、石油化工以及在其他工业中使用广泛，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。

固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。

这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。

固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。

本次设计主要是针对用于煤化工工业中用于变换气和半水煤气的换热用换热器。

此次设计的换热器不仅达到了降低变换气温度的作用，同时还吸收了变换气放出的废热，用于加热半水煤气。

再设计中进行对物料及热量衡算，并对换热器整体机构进行计算和对换热器的基本附件进行选择和设计。

最后绘出非标零件图和装配图。

关键词：流量，换热面积，结构设计，换热管，管板，封头，壳体ON THE OVERRALL DESIGN OF FIXED TABE PLATEHEAT EXCHANGERABSTRACTHeat exchanger in oil refining, petrochemical, and widely used in other industries, it is suitable for cooling, heating, evaporation and condensation, heat recovery, and various other aspects. Fixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchanger and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability , and low cost of the production, wide choice of used materials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate heat exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large.This design is mainly used for heat exchange of heat exchanger used in gas and water gas for coal chemical industry. Heat exchanger of the design not only can reduce the air temperature change effect, it also absorbs the waste heat released for heating ventilation, semi water gas. In the design of the material and heat balance, the basic accessories heat exchanger and whole body were calculated and the heat exchanger selection and design. Finally I draw the non-standard parts drawing and assembly drawing.KEYWARDS：discharge, the heat exchange area,structural design, heat exchange tube, tube sheet, heads, housings目录摘要 ............................................... 错误!未定义书签。