畢業(yè)公開答辯PPT

1、U U形管換熱器結構設計與形管換熱器結構設計與建模建模n班班 級：級：xxxxn學學 號：號：xxxxn答辯人：答辯人： xxxxC COONNT TE ENNT TS S選題背景選題背景設計內(nèi)容及結果設計內(nèi)容及結果成果展示成果展示致謝致謝換熱器的發(fā)展換熱器的發(fā)展20年代出現(xiàn)出現(xiàn)板式換熱器板式換熱器，并應用于食品工業(yè)。以板代管，并應用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結構緊湊，傳熱效果好，因此陸制成的換熱器，結構緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。續(xù)發(fā)展為多種形式。3030年代年代瑞典瑞典首次制成首次制成螺旋板換熱器螺旋板換熱器。接著。接著英國英國用釬焊法用釬焊法制造出一種由銅及其合金材

2、料制成的制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱板翅式換熱器器，用于飛機發(fā)動機的散熱。，用于飛機發(fā)動機的散熱。7070年代年代為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎上又創(chuàng)為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎上又創(chuàng)制出制出熱管式換熱器熱管式換熱器。現(xiàn)代現(xiàn)代目前工業(yè)上用得較多的管殼式換熱器主要有浮頭目前工業(yè)上用得較多的管殼式換熱器主要有浮頭式、固定管板式、固定管板式和U型管式。U U形管換熱器的市場需求形管換熱器的市場需求00.10.20.30.40.5化工廠 煉油廠換熱設備總投資換熱設備總量 近近2020年來，年來，U U形管換熱在化工廠和煉油廠形管換熱在化工廠和煉油廠運用廣泛，主要用于熱量交換

3、和余熱回收。運用廣泛，主要用于熱量交換和余熱回收。 U U形管換熱器在當前換熱器市場上的需求形管換熱器在當前換熱器市場上的需求是比較大的。是比較大的。U U形管換熱器的研究現(xiàn)狀形管換熱器的研究現(xiàn)狀 目前的研究主要是對目前的研究主要是對U U型管換熱器的缺陷進行優(yōu)化型管換熱器的缺陷進行優(yōu)化和結構上改良，其設計還停留在傳統(tǒng)的工藝計算上，和結構上改良，其設計還停留在傳統(tǒng)的工藝計算上，基本還是采用加大殼體和管束厚度的方法來確保安全，基本還是采用加大殼體和管束厚度的方法來確保安全，通過增大壓力來提高總傳熱系數(shù)，從而造成了大量的通過增大壓力來提高總傳熱系數(shù)，從而造成了大量的資源和能源的浪費。其不足之處主要

4、體現(xiàn)在以下幾個資源和能源的浪費。其不足之處主要體現(xiàn)在以下幾個方面：方面：管束內(nèi)部不便于清洗，且管束結垢后不便于管束內(nèi)部不便于清洗，且管束結垢后不便于更換和維修。更換和維修。U U形管束長短不一，造成流體分布不均勻。形管束長短不一，造成流體分布不均勻。U U形管束彎曲處不能起到換熱作用，換熱利形管束彎曲處不能起到換熱作用，換熱利用率低。用率低。設計內(nèi)容設計內(nèi)容三維建三維建模模結構設計結構設計設計內(nèi)容設計內(nèi)容工藝設計工藝設計繪制二維圖繪制二維圖工藝設計任務書工藝設計任務書 常溫常壓下使用年限常溫常壓下使用年限1515年的年的U U形管形管換熱器設計：換熱器設計： 設計參數(shù)：設計參數(shù)： （1 1）水

5、蒸汽加熱空氣，處理量為）水蒸汽加熱空氣，處理量為12000Nm12000Nm3 3/h/h。 水蒸汽：入口溫度水蒸汽：入口溫度100100，出口溫度，出口溫度100100； （不考慮水蒸汽相變）（不考慮水蒸汽相變） 空空 氣：入口溫度氣：入口溫度3030，出口溫度，出口溫度4040 （2 2）允許的壓降：不大于）允許的壓降：不大于100000Pa100000Pa。工藝計算結果工藝計算結果U形換熱管形換熱管總數(shù)總數(shù)226根根 單程單程113根根長度長度3m 252.5管內(nèi)流速管內(nèi)流速0.912m/s折流擋板折流擋板6.5塊塊/7快快間距間距400mm圓缺高度圓缺高度240mm殼程接管殼程接管內(nèi)徑

6、內(nèi)徑346mm/ 37710數(shù)量數(shù)量2介質流速介質流速40m/s管程接管管程接管內(nèi)徑內(nèi)徑144mm/ 1594.5數(shù)量數(shù)量2介質流速介質流速2m/s殼體殼體內(nèi)徑內(nèi)徑(mm) 604/800管箱短節(jié)管箱短節(jié)長度長度(mm) 335/400管板管板名義厚度名義厚度(mm) 19.71/30布管區(qū)直徑布管區(qū)直徑723mm外徑外徑840mm結構設計結構設計封頭封頭管箱管箱法蘭法蘭殼體殼體定距管定距管 折流板折流板換熱管換熱管拉桿拉桿支座支座管板管板接管接管分分程程隔隔板板水蒸汽水蒸汽水蒸汽水蒸汽空氣空氣空氣空氣結構設計結果結構設計結果構件構件封頭封頭管箱接管管箱接管殼體接管殼體接管法蘭法蘭結構結構/型

7、號型號標準橢圓標準橢圓形封頭形封頭 直邊直邊40mm1594.5 37710(突面突面)板式平焊法蘭板式平焊法蘭PL/RF構件構件折流擋板折流擋板支座支座拉桿拉桿緊固件緊固件結構結構/型號型號 弓形（水平）弓形（水平） 795.58鞍式支座鞍式支座M16雙頭螺栓雙頭螺栓/六角螺母六角螺母 以下是主要根據(jù)以下是主要根據(jù)GB150-2011壓力容器壓力容器標準和標準和GB151-1999管殼式換熱器管殼式換熱器標準設計出的結果：標準設計出的結果：部分結構連接部分結構連接管板與管箱、殼體的連接方式：管板與管箱、殼體的連接方式： 由于本次設計的流體均由于本次設計的流體均為干凈清潔的介質，并且對為干凈清

8、潔的介質，并且對溫度和壓強要的求不高，故溫度和壓強要的求不高，故本次設計管板與管箱、殼體本次設計管板與管箱、殼體采用采用a a型連接方式。型連接方式。優(yōu)點：制造和安優(yōu)點：制造和安裝方便；便于拆裝方便；便于拆卸和維修。卸和維修。優(yōu)點：加工簡單；強優(yōu)點：加工簡單；強度高，拉脫離強；更度高，拉脫離強；更換容易等特點。換容易等特點。換熱管與管板的連接：換熱管與管板的連接：脹接脹接焊接焊接脹焊并用脹焊并用 脹接脹接會使管端產(chǎn)生塑性會使管端產(chǎn)生塑性變形，存在殘余應力，當溫變形，存在殘余應力，當溫度升高時此連接密封性下降，度升高時此連接密封性下降，因此采用強度焊接的形式。因此采用強度焊接的形式。部分結構連接

9、部分結構連接選材依據(jù)選材依據(jù) 一般選材原則：一般選材原則： 1 1、所需鋼板厚度小于、所需鋼板厚度小于8mm8mm時，在碳素鋼和低合金鋼之間，應時，在碳素鋼和低合金鋼之間，應盡量采用碳素鋼鋼板。盡量采用碳素鋼鋼板。 2 2、在剛度和結構設計為主的場合，應盡量選用普通碳素鋼。、在剛度和結構設計為主的場合，應盡量選用普通碳素鋼。在強度設計為主的場合，根據(jù)壓力、所需耐酸不銹鋼溫度、介質在強度設計為主的場合，根據(jù)壓力、所需耐酸不銹鋼溫度、介質等使用限制，選用等使用限制，選用Q245RQ245R、Q345RQ345R等鋼板。等鋼板。 5 5、碳素鋼用于介質腐蝕性不強的常壓、低壓容器，壁厚不、碳素鋼用于介

10、質腐蝕性不強的常壓、低壓容器，壁厚不大的中壓容器，鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其他由剛性或大的中壓容器，鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其他由剛性或結構決定壁厚的場合。結構決定壁厚的場合。 6 6、低合金鋼高強度鋼用于介質腐蝕性不強、壁厚較大、低合金鋼高強度鋼用于介質腐蝕性不強、壁厚較大（8mm8mm）的受壓容器。）的受壓容器。材料選用材料選用構件構件殼體殼體封頭封頭管箱短管箱短節(jié)節(jié)接管接管法蘭法蘭管板管板分程隔分程隔板板材料材料/剛號剛號Q245R Q245R Q245R10Q235A Q245R Q245R構件構件換熱管換熱管折流擋折流擋板板拉桿拉桿定距管定距管鞍式支鞍式支座座墊片墊片緊固件緊固件材料材料20Q235A1010Q235A石棉橡石棉橡膠板膠板0Cr18Ni9三維建模三維建模零部件模零部件模型建立型建立三維建模三維建模模型拆裝模型拆裝及爆炸及爆炸動畫制作動畫制作成果展示成果展示裝配動畫裝配動畫致謝致謝 大學本科的學習生活即將結束。在此，我大學本科的學習生活即將結束。在此，我要感謝所有曾幫助過我的老師，在我困惑要感謝