1、毕业设计（论文）吹扫气激冷器设计Purging Device Shock Cooler Design班 级 过程装备 071 学生姓名 王敬之 学号 730410128 指导教师 王敏/周波 职称副教授/助教导师单位 机械工程系 论文提交日期 2009 年 11 月 30 日 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称 吹扫器激冷器设计 课题性质 工程设计类 班 级 过程装备 071 学生姓名 王敬之 学 号 730410128 指导教师 王敏/周波 导师职称 副教授/助教 一选题意义及背景换 热 器 是 实 现 化 工 生 产 过 程 中 热 量 交 换 和 传 递 不 可 缺 少
2、的 设 备 。在 石 油 、 化 工 、 轻 工 、 制 药 、 能 源 等 工 业 生 产 中 ， 常 常 需 要 把 低 温 流 体加 热 或 者 把 高 温 流 体 冷 却 ， 把 液 体 汽 化 成 蒸 汽 或 者 把 蒸 汽 冷 凝 成 液 体 。 这 些过 程 均 和 热 量 传 递 有 着 密 切 联 系 ， 因 而 均 可 以 通 过 换 热 器 来 完 成 。本 课 题 就 是 利 用 相 关 知 识 ， 设 计 出 达 到 工 艺 所 规 定 的 要 求 ， 同 时 强 度 、结 构 可 靠 ， 便 于 制 造 、 安 装 和 检 修 ， 以 及 经 济 上 合 理 的 吹
3、 扫 气 激 冷 器 ， 满足 生 产 需 要 。二毕业设计（论文）主要内容：设计参数：介质 R-22 H2、HCl 气液混合工作温度（进出口）/ -33/-43 31/40.0工作压力（绝压） 0.09 0.15流量（Kg/s） 自己确定，可取（520）之 间一值 未知具体内容：1. 完成设计论文2. 完成吹 扫 气 激 冷 器 主体和零部件的结构和强度设计3. 完成 A1 图纸不少于三张（总装配图和零件图）三计划进度：1. 第一周：查阅资料，完成论文的绪论，并对换热器的结构和强度设计有所认识。2. 第二周和第三周：完成热工计算、吹 扫 气 激 冷 器 的结构和强度设计。3. 第四周：根据自
4、己的设计，绘制出换热器的总装配图和零件图。4. 第五周：查缺补漏，修改论文和图纸等，并提交毕业设计相关资料，准备答辩。四毕业设计（论文）结束应提交的材料：1. 毕业设计（论文）报告2. 毕业设计论文评阅表和交叉评阅表3. 答辩评分表4. 论文真实性承诺及指导教师声明5. 设计计算书6. 图纸指导教师 教研室主任 年 月 日 年 月 论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究
5、做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： 毕业设计I摘 要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。本文以 U 形管式换热器为研究对象，在查阅国内外众多文献的基础上，对换热器的发展、背景、分类和用途进行了探索和研究，以气气换
6、热器的设计过程为主线，结构设计为主体，全面介绍换热器的设计全过程。本文主要以 R-22和 H2、HCl 混合物为介质，按实际设计步骤依次进行热工计算、结构设计和强度设计，并画出换热器的 CAD 结构图。主要研究内容如下：（1）对换热器的发展、分类、材料和运用进行阐述，了解换热器的基本构造和基本原理。（2）通过查阅换热器设计相关标准得出的数据，对 U 形管式换热器的进行设计，具体分为换热器的热工计算，结构计算和强度计算。（3）换热器的外部设计包括它的筒体的设计、封头的设计、管箱和换热器支座的设计。（4）换热器的内部设计包括：它的换热管的尺寸、固定管板的厚度以及折流挡板的尺寸。除了上述以外，换热器
7、的研究内容还应包括它的压力容器法兰、管法兰、开孔与补强、接管处的零部件，还有它的附件、各个开孔处的应力校核等等。本文是在压力容器设计应用分类方法的基础上，查阅换热器设计相关标准，在此加以研究和分析得出换热器的设计数据，并作出 CAD 图，对我们了解换热器的设计流程和作用有了更深刻了解。关键词： 换热器 压力容器 U 形管式换热器ABSTRACTABSTRACTHeat exchanger is part of the essential equipments, which transfer thermal fluid heat to thecold fluid in the chemical
8、production process, to achieve heat exchange and transmission.In this paper, U-tube heat exchanger was used as the research object, and the development, background, classification, use, exploration and research of the heat exchanger was discussed on the basis of referring to much literature home and
9、 abroad.The comprehensive description of the whole process design of heat exchanger was discussed, using the heat exchanger design process as the main line and the structural design as the main body. In this paper, R-22 and H2, HCl mixture was used as the medium, according to the actual design proce
10、dure followed by the calculation of thermal engineering, structural design and strength design, and also heat exchanger CAD chart was drown at last. Main research contents are as follows:(1) The development, classification, materials, and the use of the heat exchange was elaborated to understand the
11、 basic structure and basic principles of the heat exchanger.(2) The U-tube heat exchanger design was divided into the calculation, structural calculation and strength calculation on the data obtained by referring to the heat exchanger design-related standards.(3) The external heat exchanger design i
12、ncluded the design of its cylinder, head, tube boxes and supports.(4) The interior design of heat exchanger included the design of the size of its heat exchange tube, fixed tube sheet thickness and baffled baffle size.In addition, the design content also included its pressure vessel flanges, pipe fl
13、anges, openings and opening of the pipe, as well as its attachments, each hole stress check, etc.The design data and the CAD structure map of the heat exchanger was obtained, using the pressure vessel design applications on the basis of classification and referring to the heat exchanger design-relat
14、ed criteria.毕业设计IIIKEYWORDS: heat exchanger；pressure vessel；U-tube heat exchange毕业设计I目 录摘要 IABSTRACT第一章 绪论 .11.1 引言 .11.2 换 热器的发展 .11.3 换热器的分类 .21.3.1 根据结构分类 .21.3.1.1 管式换热器 .21.3.1.2 板式换热器 .31.3.1.3 延伸（扩展）表面换热器 .41.3.1.4 再生器，蓄热式换热器 .41.3.2 根据传递过程分类 .41.3.2.1 直接接触式换热器 .41.3.2.2 间壁式换热器 .51.2.2.3 蓄热式换
15、热器 .51.3.3 根据流体的相态分类 .51.3.3.1 气 液换热器 .61.3.3.2 液 液换热器 .61.3.3.3 气 气换热器 .61.4 换热器的要求 .6目 录II1.5 换热器的应用和维护 .61.6 本课题的内容及其研究意义 .7第二章 吹扫气激冷器的结构设计 .82.1 设计参数 .82.2 换热器热工设计的计算步骤 .8第三章 吹扫气激冷器的强度设计 .153.1 U 形管式换热器筒体计算结果 .153.2 前端管箱筒体计算结果 .163.3 前端管箱封头计算结果 .173.4 后端封头计算结果 .183.5 内压斜锥壳校核 .193.6 卧式容器（双鞍座） .213.7 U 型管换热器管板计算 .26第四章 总结 .29参考文献 .30附录 .31致谢 .32
