AutoCAD繪制化工工藝圖紙第5章 熱交換設(shè)備系列繪制

第4章熱交換設(shè)備系列繪制

?本章導(dǎo)引?列管式熱交換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)?無(wú)相變熱交換器繪制?本章重點(diǎn)知識(shí)分析本章導(dǎo)引熱交換設(shè)備，顧名思義就是用來(lái)進(jìn)行熱量交換的設(shè)備，而這個(gè)熱量的概念是一個(gè)廣義的概念，也包括冷量。因?yàn)檎驹诓煌慕嵌?，熱量和冷量這個(gè)概念是可以相互轉(zhuǎn)化的。根據(jù)熱量交換的形式不同，熱交換設(shè)備可以分為間壁式換熱器、混合式換熱器以及蓄熱式換熱器。間壁式換熱器在其熱量交換過(guò)程中需要通過(guò)某一個(gè)介質(zhì)壁，這個(gè)介質(zhì)壁使用最多的是金屬，也有使用非金屬材料的，兩個(gè)需要互相交換熱量的流體通過(guò)這個(gè)介質(zhì)壁交換熱量，而兩個(gè)流體之間并不直接接觸。常見(jiàn)的間壁式換熱設(shè)備有管殼式換熱器和板面式換熱器兩類，化工企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的列管式換熱器是屬于間壁式換熱設(shè)備的一種?；旌鲜綋Q熱器是兩種需要交換熱量的流體直接混合接觸，使兩者溫度趨于相同，如冷水塔，用冷水直接噴淋需要冷卻的氣體。蓄熱式換熱器是利用一種蓄熱介質(zhì)，使需要交換熱量的流體交替流過(guò)蓄熱介質(zhì)，從而達(dá)到交換熱量的目的，利用蓄熱器可回收高溫爐氣中的熱能，也可用于太陽(yáng)能的回收利用。根據(jù)交換熱量的目的不同，換熱設(shè)備可以分為加熱器、蒸發(fā)器、再沸器、冷凝器、冷卻器。加熱器、蒸發(fā)器、再沸器交換熱量的目的是使我們的目標(biāo)物體溫度提高或由液態(tài)變成氣態(tài)，如加熱器的目的是使目標(biāo)物體溫度提高，蒸發(fā)器的目的是使目標(biāo)物體由液體變成氣體，該三種換熱設(shè)備均需由公用工程提供熱量給目標(biāo)物體；而冷凝器、冷卻器交換熱量的目的是使目標(biāo)物體的溫度降低或由氣態(tài)變成液態(tài)，這兩種換熱設(shè)備均需由公用工程提供冷量給目標(biāo)物體。換熱設(shè)備是化工、輕工、煉油等企業(yè)中普遍應(yīng)用的典型化工設(shè)備。在一般的化工廠換熱設(shè)備的費(fèi)用約占總設(shè)備費(fèi)用的10%~20%，而在煉油企業(yè)則占到總費(fèi)用的35%~40%。換熱設(shè)備在原子能、動(dòng)力、食品、冶金、交通、家電、環(huán)保等行業(yè)或部門都有著廣泛的應(yīng)用，因此在工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)正確地繪制換熱設(shè)備具有十分重要的意義。本章主要介紹最常用的列管式換熱器的繪制。列管式熱交換器主要由換熱管束、殼體、管箱、分程隔板、支座、接管等組成，而換熱管束包括換熱管、管板、折流板、支持板、拉桿、定距管等。換熱管一般為普通光管，但也可采用各種強(qiáng)化管，如帶翅片的翅片管、螺旋槽管、橫紋管、多孔表面管等各種強(qiáng)化管。殼體一般為圓筒形，也可為方形。管箱有橢圓封頭管箱、球形封頭管箱和平蓋管箱等。分程隔板可將管程及殼程介質(zhì)分成多程，以滿足工藝需要。列管式換熱器常采用的材料有碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅材、鋁材、鈦材等。本章導(dǎo)引列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)本章目錄列管式熱交換器的分類列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算列管式熱交換器的一些標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范列管式熱交換器設(shè)計(jì)實(shí)例列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

根據(jù)前面的介紹，列管式熱交換器是屬于間壁式管殼類的換熱器，根據(jù)管束、管板、殼體、管箱等不同結(jié)構(gòu)，又可以分為以下5種不同的結(jié)構(gòu)形式。⑴固定管板式熱交換器該熱交換器的兩端管板采用焊接方法與殼體固定連接。換熱管可為光管或低翅管。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，能得到較小的殼體內(nèi)徑，管程可分成多程，殼程也可用縱向隔板分成多程，規(guī)格范圍廣，故在工程中廣泛應(yīng)用。該換熱器殼側(cè)不便清洗，只能采用化學(xué)方法清洗，檢修困難，對(duì)于較臟或?qū)Σ牧嫌懈g性的介質(zhì)不能走殼程。殼體與換熱管溫差應(yīng)力較大，當(dāng)溫差應(yīng)力很大時(shí)，可以設(shè)置單波或多波膨脹節(jié)減小溫差應(yīng)力。⑵浮頭式熱交換器該換熱器一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)。殼體和管束對(duì)熱膨脹是自由的，故當(dāng)兩種介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束與殼體之間不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，使管束可以容易地插入或抽出，這給檢修和清洗提供了方便。這種形式的熱交換器特別適用于殼體與換熱管溫差應(yīng)力較大，而且要求殼程與管程都要進(jìn)行清洗的工況。浮頭式熱交換器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，而且浮頭端小蓋在操作時(shí)無(wú)法知道泄漏情況，所以裝配時(shí)一定要注意密封性能。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

列管式熱交換器的分類⑶U形管式熱交換器該換熱器是將換熱管彎成U形，管子兩端固定在同一塊管板上。由于換熱管可以自由伸縮，所以殼體與換熱管無(wú)溫差應(yīng)力。該熱交換器僅有一塊管板，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，管束可從殼體內(nèi)抽出，殼側(cè)便于清洗。但管內(nèi)清洗稍困難，所以管內(nèi)介質(zhì)必須清潔且不易結(jié)垢。因彎管時(shí)必須保證一定的曲率半徑，所以管束的中心部分存在較大的空隙，在相同直徑的殼體中排列的管子數(shù)較固定管板式少，價(jià)格較固定管板式高10%左右。該熱交換器一般用于高溫高壓情況下，尤其適合于殼體與換熱管金屬壁溫差較大時(shí)的場(chǎng)合。殼程可設(shè)置縱向隔板，將殼程分為兩程。⑷填料函式熱交換器該換熱器的浮頭部分伸在殼體之外，換熱管束可以自由滑動(dòng)，浮頭和殼體之間填料密封。對(duì)于一些殼體與管束溫差較大，腐蝕嚴(yán)重而需經(jīng)常更換管束的熱交換器，可采用填料函式熱交換器。它具有浮頭熱交換器的優(yōu)點(diǎn)，又克服了固定管板式熱交換器的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，易于檢修清洗。填料函式熱交換器不適宜在高溫、高壓條件下使用，同時(shí)對(duì)殼程介質(zhì)也有限制，對(duì)易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒等介質(zhì)不宜走殼程。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器的分類⑸異形殼體翅片管熱交換器該換熱器的殼體可為方箱形、橢圓型、C形，甚至可以是裸露的，其換熱管為帶翅片的翅片管。換熱管可根據(jù)需要排成為單排或多排換熱管。翅片材料可采用碳鋼、不銹鋼、鋁或銅材等。翅片的翅高、翅距和翅片厚度可根據(jù)實(shí)際工況而定。這種形式的熱交換器因?yàn)椴捎昧顺崞?，可大大?qiáng)化傳熱面積，所以特別適用于給熱系數(shù)較低的流體。殼程流通面積可設(shè)計(jì)較大，流動(dòng)阻力較小，所以對(duì)于壓力較低和對(duì)壓力降要求較小的流體特別適用。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常用這種熱交換器來(lái)加熱或冷卻低壓空氣，如各種空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器均可認(rèn)為是此類的換熱器。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，熱交換器技術(shù)飛速發(fā)展，帶來(lái)了能源利用率的提高。各種新型、高效熱交換器的相繼開(kāi)發(fā)與應(yīng)用帶來(lái)了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，隨著能源的日趨緊張、全球氣候變暖、環(huán)境保護(hù)要求的提高都對(duì)開(kāi)發(fā)新型高效熱交換器提出了越來(lái)越高的要求。國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)對(duì)強(qiáng)化傳熱元器件及傳熱模式正在進(jìn)行不斷深入的研究，不斷推陳出新，各種新型的傳熱元器件如表面多孔管、螺旋槽管、波紋管、縱橫管以及各種新型換熱器形式如板片傳熱器、板式熱交換器、板殼式熱交換器、螺紋管熱交換器、折流管熱交換器、外導(dǎo)流筒熱交換器等不斷推出市場(chǎng)，相信隨著科技的發(fā)展，熱交換器將朝著傳熱性能好、節(jié)能、增效的方向不斷發(fā)展。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器的分類⑴換熱面積的計(jì)算換熱面積是換熱器的一個(gè)主要特性指標(biāo)，也是計(jì)算其它關(guān)鍵尺寸的基礎(chǔ)。對(duì)于一個(gè)已知的換熱器，其換熱面積A可簡(jiǎn)單地利用所有傳熱管的面積和來(lái)代替，即：（5-1）其中n為傳熱管數(shù)目，d為傳熱管外徑（也可以是內(nèi)徑或中徑，只要和傳熱面積對(duì)應(yīng)即可），L為傳熱管有效長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)階段，我們是不知道具體換熱器的有關(guān)尺寸的，其換熱面積也無(wú)法通過(guò)式（5-1）求得。但是，我們知道該換熱器需要完成的任務(wù)：將某一流量為G的目標(biāo)流體從溫度T1變成T2。要完成這個(gè)任務(wù)，我們將采用流量為W的公用工程流體，從溫度t1變成溫度t2，從而完成前面的任務(wù)。在完成這個(gè)任務(wù)中，需要一個(gè)傳熱面積，這個(gè)傳熱面積的大小，就是我們所需要設(shè)計(jì)的換熱器的面積，該面積可以通過(guò)熱負(fù)荷和傳熱速率方程來(lái)求取。對(duì)目標(biāo)流體傳熱負(fù)荷方程有（假定目標(biāo)流體的溫度升高）：（5-2）對(duì)公用工程流體：（5-3）列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算如果忽略傳遞過(guò)程中的熱量損失及換熱器外殼的熱量損失，根據(jù)能量守恒可知：?？倐鳠岱匠蹋海?-4）其中：Q為傳熱速率，其值等于或，K為總傳熱系數(shù)，在一般計(jì)算中，可根據(jù)目標(biāo)流體及公用工程流體和擬選用的換熱器形式確定。在較精確的計(jì)算中，通過(guò)上面初步確定的K的基礎(chǔ)上，計(jì)算出傳熱面積，再通過(guò)傳熱面積來(lái)校核總傳熱系數(shù)，關(guān)于這方面的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參看有關(guān)換熱器設(shè)計(jì)的書籍。A為總傳熱面積，為平均溫差。

Q值可由式（5-2）求得，平均溫差的計(jì)算公式為：列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算

所以，可以得到傳熱面積A（以逆流為例）（5-5）⑵管徑、管長(zhǎng)及管子數(shù)的確定確定了換熱器的傳熱面積后，換熱器中傳熱管的管徑d、管長(zhǎng)L、管子數(shù)n就受到式（5-1）的約束，但一個(gè)方程，三個(gè)變量，其自由度為2，仍無(wú)法確定該3個(gè)變量的具體大小。一般情況下，我們首先通過(guò)確定管子內(nèi)的適宜流速u及管子內(nèi)徑di來(lái)確定管子數(shù)目n，其計(jì)算公式如下：（5-6）其中V是管程流體的體積流量，單位為

。顯然，若要通過(guò)式（5-6）求取換熱器管子數(shù)目，必須首先解決兩個(gè)問(wèn)題，一是管內(nèi)適宜流速的選定，二是管子內(nèi)徑的確定。對(duì)于這兩個(gè)變量，我們通常有一些常用的取值規(guī)定，對(duì)于流速而言存在適宜的流速范圍。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算列管式換熱器管子的適宜流速選定后（需注意如果流體的黏度較大，適宜的流速應(yīng)取下限值，如液體的黏度大于1500mPa·s時(shí)，管程的適宜流速應(yīng)取0.6m/s），還需確定管子內(nèi)徑，才能確定管子數(shù)目。而常用的管子規(guī)格有φ16mm×1.5mm、φ19mm×2mm、φ25mm×2.5mm、φ38mm×3mm，其中最常用的是φ19mm×2mm、φ25mm×2.5mm，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，選擇上面其中管子中的一種。一般來(lái)說(shuō)，小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較??；同時(shí)，對(duì)于相同的殼徑，可以排更多的管子，相對(duì)于大管徑而言，單位傳熱面積的金屬耗量更少，單位體積的傳熱面積更大。所以，在管程接垢不嚴(yán)重以及允許壓力降較高的情況下，通常采用φ16mm×1.5mm、φ19mm×2mm的管子。如果管程走的是易結(jié)垢的流體，則應(yīng)選擇較大直徑的管子，對(duì)于直接火焰加熱時(shí)，則采用76mm的管徑。確定了管徑和適宜管內(nèi)流速后，利用式（5-6）就可以確定管子數(shù)目，根據(jù)管子數(shù)目、管徑及換熱面積，利用式（5-1）就可以求得管子得長(zhǎng)度L=A/πnd，但實(shí)際上換熱器管子的長(zhǎng)度常常取標(biāo)準(zhǔn)值，常用的標(biāo)準(zhǔn)管子有1.5m、2m、3m、6m等，一般根據(jù)計(jì)算的管子長(zhǎng)度，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)管子的長(zhǎng)度，選定一個(gè)合理的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，同時(shí)通過(guò)管程數(shù)的改變來(lái)保證換熱器結(jié)構(gòu)合理。關(guān)于管程的問(wèn)題在下面確定殼體直徑時(shí)加以討論。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算⑶管心距、殼體直徑及殼體厚度的確定確定了管長(zhǎng)、管徑、管子數(shù)等參數(shù)后，接下來(lái)尚需進(jìn)一步確定管心距t，殼體直徑D、殼體厚度S等參數(shù)，以便確定換熱器的具體結(jié)構(gòu)。已知了管子數(shù)目及管子的直徑，就可以按一定的規(guī)律將管子在某一直徑的圓的管板內(nèi)排列起來(lái)，而該圓的大小不僅跟管子數(shù)目、管子直徑有關(guān)，同時(shí)也和管子的排列方式、管子和管子之間的距離即管心距有關(guān)。管子在管板上的排列方式常用的有正三角形錯(cuò)列、正三角形直列、同心圓排列、正方形直列、正方形錯(cuò)列等5種，見(jiàn)圖5-1。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算正三角形錯(cuò)列正三角形直列同心圓排列正方形直列正方形錯(cuò)列圖5-15種管子排列方式正三角形錯(cuò)排是最為普遍的一種排列方式，因?yàn)樵摲N排列方式可在相同的管板面積上排列最多的管子，但管外不易采用機(jī)械清洗。而正方形排列則適宜于采用管外機(jī)械清洗。在小直徑的換熱器中，同心圓排列比正三角形排列所能排列的管子數(shù)要多，具體情況可參見(jiàn)表5-2。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算

由表5-2可知，當(dāng)排列層數(shù)小于等于6層時(shí)，同心圓排列的管子數(shù)大于等于正三角形排列的管子數(shù)，當(dāng)排列層數(shù)大于6以后，正三角形排列的管子數(shù)就開(kāi)始多于同心圓排列。需要注意的是當(dāng)排列層數(shù)大于6以后，正三角形排列除按標(biāo)準(zhǔn)的層數(shù)排列外，還需在最外層的管子和殼體之間的弓形排上的管子數(shù)。表5-2不同排列方式的管子數(shù)比較排列層數(shù)1234567正三角形排列管子數(shù)719376191127187同心圓排列管子數(shù)719376293130173確定了管子的排列方式后，就需要確定管心距，以便進(jìn)一步確定殼體直徑。管心距是管板上兩管子中心之間的距離。管心距的大小和管板強(qiáng)度、管外清洗方式、管子的固定方式有關(guān)，一般情況下，管心距的大小可采用表5-3中所給的數(shù)據(jù)。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算表5-3各種情況下的管心距數(shù)據(jù)管子固定方法等焊接法脹接法小直徑管子最外層管心距殼體內(nèi)表面距離兩管之間有擱板槽時(shí)d/mm管心距t1.25d1.30~1.50d≥d+10mm≥0.5d+10mm192538384457

有了管心距的數(shù)據(jù)以及前面已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)，我們就可以確定殼體的內(nèi)徑，殼體的內(nèi)徑應(yīng)等于或大于（對(duì)浮頭式換熱器而言）管板的直徑，所以可以通過(guò)確定管板的直徑來(lái)確定殼體的內(nèi)徑。除了可以利用前面已知的數(shù)據(jù)，通過(guò)作圖法得到外，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可用下式來(lái)計(jì)算殼體內(nèi)徑Di。(5-7)式中Di——?dú)んw內(nèi)徑，mm；

t——管心距，mm，選用數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-3；nc——橫過(guò)管束中心線的管子數(shù)，管子正三角形排列其值取1.1，管子正方形排列其值取1.19；e——管束中心線上最外層管中心到殼體內(nèi)壁的距離，一般e=（1~1.5）d；d——管子的外徑，mm；n——換熱器的總管數(shù)。利用式（5-7）得到的殼體內(nèi)徑，一般應(yīng)將其圓整到常用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。換熱器筒體內(nèi)徑的常用標(biāo)準(zhǔn)尺寸在400mm以后，以100mm為單位遞增，有400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm、1300mm等。在小于400mm之間有325mm、273mm、159mm。對(duì)于一些特殊場(chǎng)合使用的換熱器，其殼體尺寸可根據(jù)實(shí)際情況選取，但帶來(lái)的問(wèn)題是有關(guān)管板、法蘭等一些配件將沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)件可選用，需重新設(shè)計(jì)加工，故在大多數(shù)情況下，都應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)的筒體內(nèi)徑，以便于加工配套。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算通過(guò)前面的計(jì)算，我們得到了管子的長(zhǎng)度和筒體的內(nèi)徑，而這兩個(gè)數(shù)據(jù)是否合理，一般可以將管子長(zhǎng)度和筒體內(nèi)徑的比值作為一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)臥式設(shè)備而言，的值取為6~10，對(duì)立式設(shè)備而言，的值取為4~6。如果值小于上述值時(shí)，則需增加管子的長(zhǎng)度，這時(shí)，可能會(huì)適當(dāng)減少管子數(shù)，以保證總換熱面積不變，但也可能只增加管子長(zhǎng)度，而不減少管子數(shù)目，使換熱器具有更多的換熱面積；如果值大于上述值時(shí)，則需增加管子的數(shù)目，因?yàn)樵黾庸茏拥臄?shù)目，可以使殼體直徑增大。但是，管子數(shù)目的增加，會(huì)影響管內(nèi)流速，進(jìn)而影響傳熱性能，故一般采用對(duì)管束的分程方法。該方法是在換熱器的一端或兩端的管箱中分別安置一定數(shù)量的隔板，并且保證每程中的管子數(shù)大致相等。出于制造、安裝和操作等因素的考慮，通常采用偶數(shù)管程，管程數(shù)不宜太多，常見(jiàn)1、2、4、6管程的隔板設(shè)置形式及流動(dòng)順序如下。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算管程數(shù)1246流動(dòng)順序1234管箱隔板介質(zhì)返回側(cè)隔板12123411234162354213465換熱器殼體壁厚的計(jì)算公式和第4章中容器壁厚的計(jì)算公式相仿，考慮到換熱器一般為內(nèi)壓容器，其壁厚的計(jì)算公式如下：

（5-8）列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算式中S——為殼體厚度，mm；

p——為操作時(shí)可能的最大壓力，Pa；——材料在操作溫度范圍內(nèi)的許用應(yīng)力，Pa；

——焊縫系數(shù)，單面焊取0.65，雙面焊取0.85；

C——腐蝕裕量，可根據(jù)殼體材料及介質(zhì)腐蝕性質(zhì)在1~8mm之間選擇；

Di——?dú)んw內(nèi)徑，mm。⑷折流板大小及間距的確定在列管式換熱器殼層安裝折流板，不僅可以提高殼程流速，增加流體湍動(dòng)，改善殼層側(cè)傳熱，同時(shí)在臥式換熱器中還可以起到支撐管束的作用。常用的折流板有弓形折流板、圓環(huán)-圓盤形折流板兩類。其中弓形折流板又可以分為單弓形、雙弓形及三重弓形等幾種。在實(shí)際應(yīng)用中，單弓形折流板是應(yīng)用最多的一種，其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)有下面3種，其中弓形缺口的高度為殼體內(nèi)徑的15%~45%，一般為20%。弓形的直徑略小于殼體的內(nèi)徑，當(dāng)然，從傳熱的角度出發(fā)，兩者之間的尺寸越接近越好，但兩者間隙過(guò)小，會(huì)給制造和安裝帶來(lái)困難，故一般應(yīng)保留一定的間隙。圖5-2(b)是用于臥式冷凝器的折流板，底部有一90°缺口，高度為15~20mm，供停工排除殘液用。而圖5-2(c)具有帶堰的單弓折流板用于某些特殊場(chǎng)合的冷凝器，該冷凝器需要在殼體中保留一部分過(guò)冷凝液，使冷凝液泵具有正的吸入壓頭，其堰的高度可取弓形折流板直徑的25%~30%。折流板的安裝固定需要利用長(zhǎng)拉桿通過(guò)焊接或定距管來(lái)保持管板之間的距離，關(guān)于折流板和拉桿、定距管之間的安裝圖將在具體圖紙繪制中加以詳細(xì)講解。折流板的厚度及其折流板之間的間距和換熱器的功用、殼層流體的流量及黏度有關(guān)，常用的折流板間距有100mm、150mm、200mm、300mm、450mm、600mm、800mm、1000mm等，常用的折流板厚度和間距及公稱直徑的關(guān)系見(jiàn)下表。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器關(guān)鍵尺寸的計(jì)算列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器的一些標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范⑴關(guān)于最小管板厚度管板是一個(gè)密布管孔的圓形平板，管板厚度的計(jì)算十分復(fù)雜，其厚度與管板上的開(kāi)孔數(shù)、孔徑、孔的分布形式及管子和管板的連接方式有關(guān)，一般均采用計(jì)算機(jī)計(jì)算。對(duì)于脹接的管板，考慮到脹接的剛度，對(duì)最小厚度有一定要求，其最小厚度可參見(jiàn)表5-5。考慮到腐蝕裕量、接頭松脫、泄露和引起振動(dòng)等因素，管板的最小厚度應(yīng)大于20mm。

常見(jiàn)固定管板的厚度與殼體的公稱直徑及公稱壓力之間的關(guān)系可參考表5-6中的數(shù)據(jù)，在一般的設(shè)計(jì)中也可采用該表中的管板厚度數(shù)據(jù)。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑵關(guān)于管板和管子的連接管板和換熱管子常有3種連接方式，分別是脹接、焊接、脹焊并用。但不管采用哪種連接方式，都必須滿足兩個(gè)基本條件：一是有良好的密封性，使管程和殼程流體不互相串流；二是有足夠的結(jié)合力，避免管子從管板中拉脫。脹接是用脹管器將管板孔中的管子強(qiáng)行脹大，利用管子的塑性變形來(lái)達(dá)到密封和壓緊的一種機(jī)械連接方式，管子脹接前后的比較示意圖見(jiàn)圖5-4。由于脹接利用的是一種殘余應(yīng)力，該應(yīng)力會(huì)隨著溫度的升高而降低，故脹接不適用于溫度大于300℃、設(shè)計(jì)壓力大于4MPa的場(chǎng)合。對(duì)于外徑小于14mm的管子，由于管子太小，一般也不采用脹接的方法。圖5-4管子脹接前后示意圖列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)采用脹接方法連接管板和管子時(shí)，管板的硬度應(yīng)大于管子的硬度，以保證在脹接時(shí)，管子發(fā)生塑性變形時(shí)，管板僅發(fā)生彈性變形；管子材料一般選用10、20優(yōu)質(zhì)碳鋼，管板采用25、35、Q225或低合金鋼16Mn、Cr5Mo等。焊接就將管子直接焊接在管板上，它有多種不同的焊接方式，分別適用于不同的場(chǎng)合，見(jiàn)圖5-5。圖5-5（a）中的結(jié)構(gòu)可以減少管口處的流體阻力或避免立式換熱器在管板上方的滯留液體；為了防止焊接時(shí)熔融的金屬堵住小直徑管子的管口，可采圖5-5（d）的結(jié)構(gòu)，對(duì)于易產(chǎn)生熱裂紋的材料，宜采用圖5-5（c）的結(jié)構(gòu)。一般常采用圖5-5（b）的焊接方式。圖5-5四種不同的管子焊接方式列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)焊接和脹接相比，其氣密性和強(qiáng)度均有提高，但當(dāng)管子破漏需要拆卸更換時(shí)，焊接比脹接更困難，故對(duì)于焊接的管子，當(dāng)發(fā)生破漏時(shí)，一般將管子堵死。由圖5-5可見(jiàn)，單純的焊接會(huì)在管子和孔板之間形成環(huán)隙，為了減少間隙腐蝕，提高連接強(qiáng)度，改善連接的氣密性，可采用脹焊并用的連接方式。脹焊并用是目前使用比較廣泛的一種連接方式，根據(jù)對(duì)脹、焊所起的作用不同，可分為強(qiáng)度脹加密封焊和強(qiáng)度焊加貼脹兩種。所謂強(qiáng)度脹加密封焊就是脹接是為了承受管子在載荷，保證連接處的密封，而焊接僅僅起輔助性的密封作用。而所謂強(qiáng)度焊加貼脹就是用焊接保證強(qiáng)度和密封，用脹接消除換熱管與管板空間的環(huán)隙，以防產(chǎn)生間隙腐蝕并增加抗疲勞破壞能力。⑶關(guān)于管板和殼體的連接管板和殼體的連接方式與換熱器的類型有關(guān)，在固定管板式換熱器中，管板和殼體的連接均采用焊接。由于管板有兼作法蘭和不兼作法蘭兩種，兼作法蘭的管板與筒體的連接方式常見(jiàn)的有圖5-6中的兩種。其中第一種在管板上開(kāi)槽，殼體嵌入后進(jìn)行焊接，施工容易，使用于壓力不高、物料不易燃、易爆、有毒的場(chǎng)合。而第二種則可用于高壓的場(chǎng)合。不兼作法蘭的管板可直接與殼體及管箱焊接，但也有圖5-7所示的幾種不同焊接方式，具體采用哪種焊接方式，需根據(jù)殼體直徑、管板厚度、管殼程之間的壓力差異等因素加以選擇。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（b）高壓時(shí)（a）低壓時(shí)（b）殼體厚度和管箱厚度不同時(shí)徑較小時(shí)（a）殼徑較小時(shí)（c）管板厚度較大時(shí)列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑷關(guān)于管、殼程流體的確定由于管程和殼層的清洗難易程度及承壓能力的不同，一般將高溫物流、較高壓的物流、腐蝕性強(qiáng)的物流、較臟的物流及易結(jié)垢的物流（U形管浮頭式換熱器除外）、對(duì)壓力降有特定要求的物流、容易析出結(jié)晶的物流安排走管程；而將黏度較大的流體、流量較小的流體、給熱系數(shù)較小的流體以及蒸汽、被冷卻的流體安排走殼層。上面的安排，在實(shí)際中不可能同時(shí)兼顧，對(duì)具體問(wèn)題，應(yīng)抓住問(wèn)題的關(guān)鍵因素進(jìn)行具體分析。例如，首先從流體的壓力、腐蝕性以及清洗等方面加以考慮，然后再對(duì)壓力降及給熱系數(shù)方面加以校核，以便做出合理的選擇。⑸關(guān)于公用工程流體的選擇換熱器中換熱的兩股物流除采用兩股工藝物流直接交換熱量外，常用的是利用公用工程的物流或稱熱載體來(lái)提供或帶走熱量。提供熱量的熱載體稱為加熱劑，常用的加熱劑有熱水、飽和蒸汽、聯(lián)苯混合物、水銀蒸氣、礦物油、甘油、熔鹽、四氯聯(lián)苯等；帶走熱量的熱載體稱為冷卻劑，常用的冷卻劑有水、鹽水、液氨等。公用工程流體用用量的多少及其本身的價(jià)格，涉及到換熱器的操作費(fèi)用問(wèn)題，所以應(yīng)選擇一種合適的熱載體，以完成換熱器的換熱任務(wù)。在選擇公用工程流體時(shí)或稱熱載體時(shí)，應(yīng)從以下幾方面加以考慮：①熱載體的溫度易于調(diào)節(jié)；②熱載體能滿足工藝上的要求，時(shí)目標(biāo)物流達(dá)到冷卻（加熱）溫度；列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)③熱載體的毒性小，對(duì)設(shè)備腐蝕性小，不易爆炸；④熱載體的飽和蒸氣壓小，加熱過(guò)程不會(huì)分解；⑤熱載體來(lái)源廣泛，價(jià)格合理。⑹關(guān)于換熱終極溫度的設(shè)定兩股物流在換熱器在進(jìn)行換熱時(shí)，在一般情況下其中一股物流即目標(biāo)物流的進(jìn)出口溫度是已經(jīng)確定的，也就是說(shuō)目標(biāo)物流必須達(dá)到規(guī)定的溫度，而另一股物流其溫度規(guī)定的情況非常少，一般根據(jù)具體情況加以選定。不同的換熱終極溫度會(huì)影響換熱強(qiáng)度及換熱效率，進(jìn)而影響所需的傳熱面積及公用工程流體的流量，對(duì)換熱器的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。例如冷流體出口的終極溫度達(dá)到熱流的進(jìn)口溫度，這時(shí)兩股流體達(dá)到了最大限度的換熱，但所需的傳熱面積為最大，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，一般換熱器兩端的終極溫度或兩者之差應(yīng)符合下面幾點(diǎn)。①冷卻水的出口溫度不宜高于60℃，以免結(jié)垢嚴(yán)重，一般以40~45℃以下為宜。

②換熱器高溫端的溫差不小于20℃。③換熱器低溫端的溫差分為三種情況：一般情況下的兩種工藝流體換熱，其溫差不小于20℃；兩種工藝流體換熱后，其中一股流體尚需繼續(xù)加熱，則冷端溫差不小于15℃；采用水或其它冷卻劑冷卻時(shí)，冷端溫差不應(yīng)小于5℃。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)冷卻或冷凝工藝物流時(shí)，冷卻劑的入口溫度應(yīng)高于工藝物流中易結(jié)凍組分的冰點(diǎn)，一般高5℃。當(dāng)冷凝帶有惰性氣體工藝物流時(shí)，冷卻劑的出口溫度應(yīng)低于工藝物流的露點(diǎn)，一般低5℃。⑺關(guān)于拉桿數(shù)量的確定拉桿是用來(lái)固定折流板和支持板用的，拉桿所用的數(shù)量與換熱器殼體直徑和拉桿本身的直徑有關(guān)，不同殼體直徑換熱器所需的拉桿數(shù)見(jiàn)表5-7。拉桿和管板及折流板之間的連接常有兩種方式，見(jiàn)圖5-8。圖5-8(a)采用的是定距管結(jié)構(gòu)，適用與換熱管外徑大于等于19mm的管束。圖5-8(b)采用點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑小于等于14mm的管束。（b）拉桿布置以盡量少占用傳熱管位置為準(zhǔn)則。故對(duì)于殼體直徑較小的換熱器，拉桿一般均勻布置在管束邊緣；而對(duì)于的殼體直徑大的換熱器，在管束內(nèi)部及靠近折流板的缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于3個(gè)支承點(diǎn)，即3根拉桿。⑻關(guān)于適宜的換熱器壓降流體在流過(guò)換熱器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生壓力降，壓力降應(yīng)在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，否則將會(huì)對(duì)換熱器的經(jīng)濟(jì)性能產(chǎn)生影響，合理的壓力降可參考表5-8。(a)圖5-8管板-拉桿-折流板連接列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)列管式熱交換器設(shè)計(jì)實(shí)例計(jì)算下面通過(guò)一個(gè)具體的實(shí)例，來(lái)說(shuō)明列管式換熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程，并確定一些關(guān)鍵尺寸。⑴目標(biāo)要求將常壓下1.5kg/s的純苯蒸氣冷凝成飽和液體排出換熱器。⑵基本已知條件常壓下純苯的冷凝溫度為T=80.1℃；冷凝潛熱為

r=394kJ/kg；公用公程為20℃的冷水，要求壓降不超過(guò)0.01MPa。⑶管殼程流體確定根據(jù)前面的一些情況，結(jié)合管、殼程流體確定的原則，蒸氣一般走殼程，故本設(shè)計(jì)中純笨蒸氣走殼程，出來(lái)為飽和冷凝液，其進(jìn)出口溫度均為80.1℃；冷卻水走管程，其進(jìn)口溫度為25℃。

列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑷終極溫度及用水量確定在本換熱器設(shè)計(jì)中，由于兩股流體的進(jìn)出口4個(gè)溫度中，已經(jīng)有3個(gè)確定下來(lái)，故終極溫度的確定，主要是確定冷卻水的出口溫度，根據(jù)前面的介紹，冷卻水的出口溫度一般以40~45℃以下為宜，本例考慮到純苯的冷凝溫度不高及用水量的考慮，選取其出口溫度為35℃。這樣水的定性溫度為30℃，此時(shí)，水的密度為約為996kg/m3，比熱為4.178kJ/(kg·℃)，根據(jù)守恒原理可得冷卻水量W為：換算成體積流量V為：

列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑸傳熱面積的確定由于兩股流體的進(jìn)出口溫度已經(jīng)確定，故其傳熱推動(dòng)力為：

苯蒸氣-水系統(tǒng)冷凝操作的傳熱系數(shù)范圍為300~1000W/(m2℃)，本設(shè)計(jì)中取傳熱系數(shù)K=550W/(m2℃)，所以傳熱面積A為：列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑹管徑、適宜管速及管子數(shù)的確定從腐蝕性、傳熱面積和價(jià)格等多方面因素考慮，傳熱管選用φ25×2.5mm的無(wú)縫鋼管，此管內(nèi)徑為di=20mm，外徑為do=25mm，管壁度為2.5mm。綜合考慮管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)、壓力降及單程管子數(shù)等因素，選擇管內(nèi)流速u=1.0m/s，根據(jù)公式將管子數(shù)圓整為整數(shù)，取單管程管子數(shù)為46根。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑺管長(zhǎng)、管程、殼體內(nèi)徑的確定有了前面計(jì)算得到的傳熱面積及管子數(shù)，很容易得到管子的長(zhǎng)度，根據(jù)式（5-1）可得：L=A/πndo=21.25/(3.14×46×0.025)=5.88m考慮到常用管子的長(zhǎng)度有3m和6m，根據(jù)現(xiàn)在的計(jì)算值，管子長(zhǎng)度取為6m，那么管子長(zhǎng)度6m是否合理呢？需要通過(guò)長(zhǎng)徑比L/D的計(jì)算來(lái)判斷。本設(shè)計(jì)冷凝器為臥式，合理的長(zhǎng)徑比為6~10之間，現(xiàn)在，長(zhǎng)度已經(jīng)有了，需要計(jì)算殼體直徑。根據(jù)前面介紹，殼體直徑可按下式計(jì)算：

其中：取管心距t=32mm，最外層管心距殼體內(nèi)壁距離e=35mm，。根據(jù)常用殼徑，實(shí)際可取為300mm，這時(shí)該冷凝器的長(zhǎng)徑比L/D=6/0.3=20，不符合要求，故應(yīng)將管子長(zhǎng)度縮短，管子數(shù)目增加。原管子長(zhǎng)度取為6m，現(xiàn)在取為3米，雙管程。為保證管內(nèi)流速不變，總管子數(shù)增加到92根，此時(shí)的殼體內(nèi)徑的計(jì)算值為375.6mm，實(shí)際可圓整為400mm，此時(shí)的長(zhǎng)徑比L/D=3/0.4=7.5，符合實(shí)際要求，這時(shí)，冷凝器的實(shí)際計(jì)算面積為：

A=92×3.14×0.025×3=21.67m2列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑻選擇合適換熱器根據(jù)前面的各項(xiàng)計(jì)算，已經(jīng)初步得到冷凝換熱器的基本數(shù)據(jù)，管子長(zhǎng)度為3m，管子規(guī)格為φ25×2.5mm，殼體公稱直徑（內(nèi)徑）為400mm，換熱面積為21.67m2。如果我們將這些數(shù)據(jù)和現(xiàn)有換熱器的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)G400-2-16-22的換熱器基本符合我們的要求，我們可以選擇該型號(hào)的換熱器作為我們的設(shè)計(jì)換熱器，可省去許多有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的計(jì)算，該換熱器的主要指標(biāo)如下。表5-9G400-2-16-22換熱器主要指標(biāo)從指標(biāo)上可知，該換熱器共有102根管子，雙管程，殼體內(nèi)徑為400mm，那么，在直徑為400mm的圓內(nèi)，如何布下102根管子呢？請(qǐng)參看圖5-9。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)任何一個(gè)換熱器圖紙，管板的開(kāi)孔情況均需詳細(xì)繪制出來(lái)，圖5-9的繪制雖說(shuō)有多種方法，但我們認(rèn)為采用下面的方法較簡(jiǎn)單實(shí)用：①繪制管板上布管范圍的圓（其直徑為換熱器殼體內(nèi)徑）及其兩條互相垂直的中心線；②以水平中心線為基線，偏移距離為22mm，向上作偏移線，和垂直中心線交于A點(diǎn)。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5-9管板上管子布置圖

從圖中可知，管束呈對(duì)稱布置，每一管程布置51根管子，除了按正常的布管外，在管板的弓形部分也布置了一定的管子。共分6層，從靠近隔板數(shù)起，第一層排11根管子，第二層排10根管子，第3層排11根管子，第4層排10根管子，第5層排7根管子，第6層排4根管子，這樣共有53個(gè)根管子可排下，但其中2根管子的位置用于安裝拉桿，故實(shí)際只能排51根管子。③以垂直中心線為基線，偏移距離為32mm，向左右逐次偏移5次，共得到10條垂直線，該10條垂直線和在前面偏移得到的水平偏移相交，共有10個(gè)交點(diǎn)，包括前面得到的A交點(diǎn)，共有11個(gè)交點(diǎn)，該11個(gè)點(diǎn)就是第一管排管心的位置。④過(guò)第一管排11個(gè)管心點(diǎn)，分別作兩條直線。直線采用相對(duì)極坐標(biāo)繪制，在選定第一排管心作為直線第一點(diǎn)后，直線的第二點(diǎn)通過(guò)輸入（@300<60）和（@300<600）實(shí)現(xiàn)，共得到22條直線，這些直線的交點(diǎn)就是可能管心位置。⑤根據(jù)布管范圍圓和可能管心位置的距離，確定最外層的管心位置，最后確定第一排為11根。第二排為10根，第三排為11根，第4排為10根，第5排為7根，第6排為4根，共53根，其中2根用于拉桿，實(shí)際布管51根。在此基礎(chǔ)上，利用修剪工具，將多余的線段剪去。⑥利用鏡像技術(shù)，繪制管板上管子布置圖的下半部分，標(biāo)上必要的尺寸，完成管板上管子布置圖的繪制?？傊?，在繪制管板上管子布置圖的時(shí)候，盡量采用偏移、相對(duì)坐標(biāo)、鏡像及修剪等工具，加快繪制速度，讀者也可以根據(jù)自己的水平，選者適合自己的繪制方法。列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)⑼校核工作選擇了上面型號(hào)的換熱器以后，還有一些校核工作要做，如傳熱系數(shù)的校核、壓力降的校核、傳熱面積的安全系數(shù)等計(jì)算工作，這些不是本教材的重點(diǎn)，在此不再講述，望讀者參考本書所列的參考文獻(xiàn)。

列管式熱換器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)無(wú)相變熱交換器繪制本章目錄

繪制前的一些準(zhǔn)備工作

設(shè)置圖層、比例及圖框

畫中心線

畫主體結(jié)構(gòu)

剖面線、焊縫線的繪制

局部視圖的繪制

尺寸表注、指引線的繪制

寫技術(shù)說(shuō)明、繪管口表、標(biāo)題欄、明細(xì)欄、技術(shù)特性表等繪制前的一些準(zhǔn)備工作本次要繪制的和在前面5.2節(jié)實(shí)例計(jì)算中相仿的換熱器，所不同的是實(shí)例中是雙管程，102根管子，而本次繪制的是單管程，109根管子，其它條件均一樣。如圖5-10所示，該換熱器主要由換熱器殼體、管箱筒節(jié)、封頭、管板、法蘭、支座、折流板、接管、折流板、拉桿及傳熱管等組成，在利用計(jì)算機(jī)在繪制換熱器設(shè)備圖前，必須對(duì)每一零件的結(jié)構(gòu)尺寸有所了解，并確定它們的安裝位置及表達(dá)方式。下面我們先將主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸及表達(dá)方式加以確定，以便在計(jì)算機(jī)繪制中集中精力在計(jì)算機(jī)繪制方法上而不是在有關(guān)化工設(shè)備設(shè)計(jì)的知識(shí)上。⑴關(guān)于殼體殼體主要確定3個(gè)尺寸，它們分別是長(zhǎng)度、內(nèi)直徑和厚度。殼體的內(nèi)直徑前面確定為400mm，厚度采用8mm，而長(zhǎng)度L1需根據(jù)傳熱管的長(zhǎng)度L、管板厚度b及其它一些小結(jié)構(gòu)確定。管子和管板的連接方式采用焊接，管子高于管板平面為h1=3mm，管板厚度為b=40mm，管板和管子焊接處的凹槽深度也為3mm，故殼體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=2920mm，其計(jì)算公式為L(zhǎng)1=L-2b-2h1+2h2。殼體具體尺寸見(jiàn)圖5-10，在具體繪制中可利用中心線偏移及打斷等功能繪制最后的殼體輪廓線。無(wú)相變熱交換器繪制⑵關(guān)于筒節(jié)筒節(jié)和封頭一起組成管箱，其內(nèi)徑為400mm，厚度為8mm，高度為50mm，分別和封頭及容器法蘭采用焊接方法連接。本繪制過(guò)程中共有兩個(gè)相同筒節(jié)，其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖5-11。圖5-10殼體輪廓結(jié)構(gòu)尺寸示意圖圖5-11封頭、筒節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸示意圖無(wú)相變熱交換器繪制⑶關(guān)于封頭封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，其內(nèi)長(zhǎng)軸為400mm，短軸為200mm，高度為100mm，折邊高度為25mm，這樣，封頭總高度為125mm，厚度為8mm，它分別和筒節(jié)及接管進(jìn)行焊接。本繪制過(guò)程中共有兩個(gè)相同的封頭，在具體繪制過(guò)程中，只要繪制其中一個(gè)，另一個(gè)可通過(guò)復(fù)制、旋轉(zhuǎn)等方法得到。其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖5-11。⑷關(guān)于管板本繪制圖中的管板兼法蘭，共有兩個(gè)，其大小結(jié)構(gòu)完全一致，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上略有修改，管板厚度40mm，外徑540mm，其它具體尺寸參見(jiàn)圖5-12~圖5-13。繪制好中心線后，主要利用偏移技術(shù)進(jìn)行定位，利用相對(duì)坐標(biāo)確定剩下相關(guān)點(diǎn)的位置，然后再配合修剪等工具就可以完成該管板的繪制。⑸關(guān)于容器法蘭本設(shè)計(jì)中的容器法蘭和管板法蘭是配套的，其厚度為30mm，外徑為540mm，內(nèi)徑為418mm，其它數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5-12~圖5-13，其繪制方法和在第3章中介紹的法蘭繪制方法一致，需要注意的是法蘭基點(diǎn)的確定問(wèn)題。無(wú)相變熱交換器繪制圖5-12容器法蘭、管板全局結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)相變熱交換器繪制圖5-13容器法蘭、管板局部結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)相變熱交換器繪制⑹關(guān)于支座支座是化工設(shè)備中經(jīng)常用到的重要零件，為了便于讀者查找，我們將常用的4種耳式支座尺寸列于表5-10和表5-11中，其中A、AN為短臂型及筋板較短，而B(niǎo)、BN為長(zhǎng)臂型即筋板較長(zhǎng)。A（AN）型和B（BN）的差別在于筋板的尺寸有所不同，其它底板和墊板的尺寸均相同。而筋板的尺寸除了表中所示的數(shù)據(jù)外，還有一個(gè)數(shù)據(jù)即筋板上端的寬度A（AN）型為30mm，而B(niǎo)（BN）型為100mm，其余均相同。為了方便表格中的文字表示，我們用h1、h2、h3來(lái)代替圖中表示的δ1、δ2、δ3。圖5-14是表5-10和表5-11中個(gè)參數(shù)的對(duì)應(yīng)示意圖。圖5-15是本次所用支座型號(hào)為A1的各種參數(shù)示意圖，其具體繪制方法在第3章中已有介紹，在此不再重復(fù)。⑺關(guān)于管板開(kāi)孔一塊管板上共安排113個(gè)孔，其中4個(gè)孔用于拉桿，用于安裝管子的為109個(gè)孔；另一塊管板無(wú)需安裝拉桿，故只需開(kāi)109個(gè)孔，其開(kāi)孔情況和開(kāi)113個(gè)孔的一樣，只不過(guò)不用開(kāi)安裝拉桿的4個(gè)孔。開(kāi)孔間距為32mm，孔徑為26mm（安裝的管徑為25mm），其中4個(gè)拉桿開(kāi)孔直徑為13mm（拉桿的直徑為12mm）。管板開(kāi)孔具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖5-16。無(wú)相變熱交換器繪制無(wú)相變熱交換器繪制無(wú)相變熱交換器繪制圖5-14支座尺寸示意圖b2無(wú)相變熱交換器繪制圖5-15A1型支座尺寸示意圖無(wú)相變熱交換器繪制圖5-16管板開(kāi)孔結(jié)構(gòu)尺寸圖5-17折流板開(kāi)孔結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)相變熱交換器繪制⑻關(guān)于折流板安裝及開(kāi)孔折流板除了需要確定其本身的尺寸外還需確定其安裝尺寸。折流板采用單弓形折流板，弓板直徑為398mm（需略小于殼體內(nèi)徑，以便于安裝），弓形缺口部分高度為80mm，厚度采用6mm，底部90度缺口高度為20mm，其開(kāi)孔情況和管板開(kāi)孔情況對(duì)應(yīng)。共有8塊折流板，將兩管板之間的殼層分成9段，而兩管板之間的總距離為管子的長(zhǎng)度3000mm，減去兩塊管板的厚度80mm及管子高出管板平面部分6mm（兩端），這樣兩管板之間的總長(zhǎng)度度為2914mm（2914=3000-80-6）。而這2914mm中還要扣除8塊折流板厚度所占的長(zhǎng)度48mm，所以，每塊折流板之間實(shí)際的空間距離約為318.4mm（部包括折流板厚度）。實(shí)際安排時(shí)，為了安裝及加工的方便，取以下數(shù)據(jù)；管板下端平面距第一塊折流板距離為320mm，以后8塊折流板之間的凈間距為318mm，共有7個(gè)，最后一塊折流板和下面一個(gè)管板平面之間的距離也為320mm。折流板的開(kāi)孔圖結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖5-17，其安裝結(jié)構(gòu)尺寸圖見(jiàn)圖5-18。

無(wú)相變熱交換器繪制⑼關(guān)于拉桿及傳熱管拉桿采用定距管結(jié)構(gòu)，共4根拉桿，其中拉桿直徑為12mm，長(zhǎng)度2634mm的3根，該3根從第一塊折流板開(kāi)始，長(zhǎng)度為2310mm的一根，從第2塊折流板開(kāi)始，具體結(jié)構(gòu)情況參見(jiàn)圖5-18。傳熱管外徑為25mm，厚度2.5mm，直接焊接再管板上，共109根，兩端高于管板平面約3mm。無(wú)相變熱交換器繪制圖5-18折流板、拉桿及定距管安裝結(jié)構(gòu)尺寸⑽關(guān)于接管接管的直徑為89mm，管壁厚度為4.5mm，管長(zhǎng)為100mm，所用管法蘭外徑外徑為200mm，厚度為20mm，凸臺(tái)高度為3mm，螺栓孔圓心直徑為160mm，密封面外端直徑為132mm，共有4根接管，規(guī)格相同，采用局部剖，法蘭采用簡(jiǎn)略畫法，具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖5-19，有了以上的數(shù)據(jù)，就可以將接管畫出來(lái)，關(guān)鍵是在整體圖上確定基點(diǎn)位置。無(wú)相變熱交換器繪制圖5-19接管結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)置圖層、比例及圖框⑴設(shè)置圖層設(shè)置圖層的目的是為了后面繪制過(guò)程的方便，將不同性質(zhì)的圖線放在不同的圖層，用不同的顏色區(qū)別之，使繪圖者一目了然，但圖層的設(shè)置應(yīng)按需而設(shè)，一般設(shè)置10個(gè)左右圖層即可，如圖層設(shè)置過(guò)多，反而會(huì)引起一些麻煩。本章的換熱器裝配圖繪制和第4章的容器裝配圖繪制相比，多了一個(gè)圖層，即斷開(kāi)線圖層，設(shè)置該圖層的目的是為了繪制雙點(diǎn)劃線，以表示設(shè)備中間的斷開(kāi)。利用雙點(diǎn)劃線的斷開(kāi)技術(shù)，可以使裝配圖繪制高度或長(zhǎng)度縮短，將整個(gè)裝配圖繪制在合理的圖紙內(nèi)，且保持布局合理美觀。雙點(diǎn)劃線斷開(kāi)技術(shù)除了應(yīng)用于本換熱器中相同折流板區(qū)間的斷開(kāi)外，還常常用于精餾塔中相同塔節(jié)之間的斷開(kāi)、填料塔中相同填料段區(qū)間的斷開(kāi)、反應(yīng)器中相同催化劑層區(qū)間的斷開(kāi)。本圖中增加的斷開(kāi)線圖層線寬為0.13mm，線型取為DIVIDE，各個(gè)圖層的具體設(shè)置內(nèi)容見(jiàn)圖5-21。無(wú)相變熱交換器繪制圖5-21圖層設(shè)置結(jié)果無(wú)相變熱交換器繪制⑵設(shè)置比例及圖紙大小根據(jù)前面的計(jì)算及草圖繪制，換熱器的總高達(dá)3500mm左右，但我們將通過(guò)采用斷開(kāi)技術(shù)，在8塊折流板中只繪出4塊折流板，可以將總高度控制在2000mm左右；換熱器本身總寬在540mm（管板法蘭外徑）左右，同時(shí)考慮尚需用俯視圖、其它局部放大圖、尺寸表注及各圖之間的空隙，其總長(zhǎng)度也需1500左右，這樣繪圖范圍的總寬度也將達(dá)到2040mm左右。同時(shí)，明細(xì)欄的寬度為180mm是規(guī)定的，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，如果我們選用A2號(hào)圖紙，比例為1：5，將符合我們的繪圖要求，這樣，我們就選用A2號(hào)圖紙，其大小為594×420，選用繪圖比例為1：5。⑶繪制圖框根據(jù)前面的選定，圖框由兩個(gè)矩形組成，一個(gè)為外框，用細(xì)實(shí)線繪制，大小為594×420，線寬為0.13mm；另一個(gè)為內(nèi)框，大小為574×400用粗實(shí)線繪制，粗實(shí)線和主結(jié)構(gòu)圖層線可在同一圖層，因?yàn)榫€寬均為0.4mm。該圖框的繪制方法完全和第4章相同，詳細(xì)的繪制過(guò)程我們不再敘述（以后碰到類似情況，均采用此方法），但我們會(huì)將其繪制的思路或步驟寫出來(lái)或?qū)⒖刹捎闷渌姆椒ń榻B以一下，一般也僅限于思路，因?yàn)槠渚唧w的繪制方法在前面幾章中已有詳細(xì)的介紹。繪制圖5-22的A2圖紙的圖框可選用下面的方法繪制：①在主結(jié)構(gòu)線圖層中，繪制長(zhǎng)度為574，寬度為400的內(nèi)框；無(wú)相變熱交換器繪制②以10作為偏移距離，以內(nèi)框?yàn)槠苹鶞?zhǔn)，向外偏移，得到外框，外框大小為420×594；③選中外框，將外框的圖層轉(zhuǎn)換成細(xì)實(shí)線圖層（關(guān)于圖層置換的方法在第4章中已有介紹），完成全部圖框繪制工作。當(dāng)然，圖框的繪制工作可有多種方法，在第4章中也曾介紹過(guò)另一種繪制方法。我們可以將繪制好的圖框單獨(dú)保存起來(lái)，在我們以后的繪制過(guò)程中，根據(jù)需要調(diào)用即可。這一工作希望讀者在學(xué)習(xí)本教程的過(guò)程中逐步累計(jì)，尤其對(duì)化工設(shè)計(jì)師而言更為重要，可以大大加快將來(lái)的繪制速度。圖5-22A2圖紙的內(nèi)外框示意圖無(wú)相變熱交換器繪制畫中心線中心線繪制的關(guān)鍵是定位，而定位需要根據(jù)圖幅的大小及具體繪制的圖形確定。在本換熱器裝配圖的繪制中，我們先將主視圖中的中心線及俯視圖中的中心線確定下來(lái)，至于其它中心線，將在以后的繪制過(guò)程中逐步添加。要繪制主視圖中的中心線，需先確定該中心線的第一點(diǎn)，通過(guò)分析圖5-10，我們可以發(fā)現(xiàn)該圖在長(zhǎng)度方向上大致可以分為長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)?部分，第一部分為主視圖、第二部分為俯視圖及局部視圖、第三部分為標(biāo)題欄、技術(shù)說(shuō)明等內(nèi)容。并且我們分配給前面兩部分的長(zhǎng)度各為200。由此可以確定主視圖中中心線距離內(nèi)圖框左邊的距離為100，考慮到繪制的內(nèi)容在圖紙的上邊留下一點(diǎn)空白，距離取為10，則中心線P1點(diǎn)相對(duì)于內(nèi)圖框左上角的相對(duì)坐標(biāo)為[@100,-10]，在P1點(diǎn)的基礎(chǔ)上繪制長(zhǎng)度為380的垂直中心線至P2點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)于P1點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)為[@0,-380]，這樣完成了主視圖中垂直中心線的繪制，其具體命令如下：無(wú)相變熱交換器繪制命令:_line指定第一點(diǎn):（左上角點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@100,-10（P1點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@0,-380（P2點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[閉合(C)/放棄(U)]:（結(jié)束）對(duì)于俯視圖中的中心定位點(diǎn)P3，由前面的數(shù)據(jù)分析可知其偏移內(nèi)框左邊線為300，而偏移上邊線我們?nèi)?00，即在上邊部分，大約留下一般空間用于繪制局部圖，這樣P3相對(duì)于左上角的相對(duì)坐標(biāo)為[@300,-300]，確定P3點(diǎn)后，以P3點(diǎn)為基點(diǎn)，在正交狀態(tài)下，向上、下、左、右各繪制長(zhǎng)度64左右的直線，作為俯視圖（管口圖）的中心線，該繪制過(guò)程的部分命令如下：命令:_line指定第一點(diǎn):（左上角點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@300,-300（P3點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@64,0（P4點(diǎn)）在繪制好主俯視圖的中心后，順便為繪制主結(jié)構(gòu)線的起點(diǎn)做好定位工作。本次繪圖過(guò)程中，我們準(zhǔn)備先繪制主視圖，在繪制俯視圖，而主視圖準(zhǔn)備從上面的封頭開(kāi)始繪制，并且觀察圖5-10可知，主視圖的上下部分是對(duì)稱的，這樣我們可以通過(guò)鏡像的技術(shù)生成下半部分而無(wú)需重新繪制，可提高繪制速度。但需要先確定鏡像的對(duì)稱線，我們?nèi)≈饕晥D中中心線的中點(diǎn)為對(duì)稱線的其中一點(diǎn)P5，P5點(diǎn)相對(duì)于左上角的相對(duì)坐標(biāo)為[@100,-200]，以P5點(diǎn)為基點(diǎn)，向左、右各繪制長(zhǎng)度約為60的線段，則完成對(duì)稱線的繪制；而封頭橢圓中心P6點(diǎn)位置是通過(guò)計(jì)算確定距P1點(diǎn)的距離。封頭高度為100，接管高度為100，留給尺寸表注為20，共為220，按1：5的比例縮小后，實(shí)際為44，確定P6點(diǎn)后，以P6點(diǎn)為基點(diǎn)，向左、右各繪制長(zhǎng)度為40的直線，完成本階段的全部工作后，其結(jié)果圖見(jiàn)圖5-23。無(wú)相變熱交換器繪制命令:line指定第一點(diǎn):（左上角點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@100,-200（P5點(diǎn)）命令:_line指定第一點(diǎn):（P1點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@0,-44（P6點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@40,0（P7點(diǎn)）命令:_line指定第一點(diǎn):（P5點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@-40,0（P8點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:（結(jié)束）無(wú)相變熱交換器繪制畫主體結(jié)構(gòu)⑴封頭、筒節(jié)及法蘭的繪制前面我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，本次的繪制從主視圖的上面部分畫器，封頭是標(biāo)準(zhǔn)的橢圓型封頭，其具體尺寸已在前面介紹過(guò)，關(guān)鍵是找到在本次繪制中的基準(zhǔn)點(diǎn)。在前面中心線的工作中，我們已經(jīng)為繪制本次的橢圓封頭確定了基準(zhǔn)點(diǎn)，圖5-23中的P6點(diǎn)是橢圓封頭的中心，P7、P8兩點(diǎn)是橢圓封頭的兩個(gè)長(zhǎng)軸點(diǎn)，并且根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的規(guī)定，長(zhǎng)軸與短軸之比為2：1，則短軸為200mm，根據(jù)1：5的比例，在圖紙繪制中應(yīng)為40，而短軸的一半則為20。這樣，根據(jù)這些條件，我們可以利用繪制橢圓弧的工具，方便地繪制出橢圓封頭內(nèi)輪廓線（先不要考慮各種接管及其它連接線的問(wèn)題），該過(guò)程是本次繪制圖的關(guān)鍵過(guò)程，有了這個(gè)內(nèi)輪廓線作基準(zhǔn)，后面的繪制就可以比較方便的展開(kāi)了。故將該步驟的具體命令列出，并作簡(jiǎn)單解釋，其命令如下：無(wú)相變熱交換器繪制命令:_ellipse（點(diǎn)擊繪制橢圓弧工具，后面兩行由電腦自動(dòng)生成）指定橢圓的軸端點(diǎn)或[圓弧(A)/中心點(diǎn)(C)]:_a指定橢圓弧的軸端點(diǎn)或[中心點(diǎn)(C)]:c指定橢圓弧的中心點(diǎn):（點(diǎn)擊圖5-23中的P6）指定軸的端點(diǎn):（點(diǎn)擊圖5-23中的P7）指定另一條半軸長(zhǎng)度或[旋轉(zhuǎn)(R)]:20（半短軸長(zhǎng)度為100mm）指定起始角度或[參數(shù)(P)]:0指定終止角度或[參數(shù)(P)/包含角度(I)]:180（完成半個(gè)橢圓的繪制，后面是繪制橢圓的直邊段和筒節(jié)，筒節(jié)和直邊段先一起畫好，在繪制焊縫時(shí)再通過(guò)修剪、打斷等工具加以調(diào)整）命令:_line指定第一點(diǎn):（點(diǎn)擊圖5-23中的P7點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@0,-15（封頭的直邊長(zhǎng)度為25，筒節(jié)的高度為50，兩者相加為75mm，按比例縮小后為15，確定圖5-24中的P1點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@-80,0（確定圖5-24中的P2點(diǎn)）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:（點(diǎn)擊圖5-23中的P8點(diǎn)。）指定下一點(diǎn)或[閉合(C)/放棄(U)]:（回車，到此，完成封頭、直邊、筒節(jié)的內(nèi)輪廓線，下面通過(guò)偏移生成外輪廓線）命令:_offset指定偏移距離或[通過(guò)(T)]<通過(guò)>:1.6（封頭和筒節(jié)的厚度均為8mm）選擇要偏移的對(duì)象或<退出>:（通過(guò)重復(fù)操作，生成封頭、筒節(jié)的外輪廓線）下面的命令是繪制筒節(jié)和封頭之間的邊界線：命令:_line指定第一點(diǎn):（點(diǎn)擊圖5-24中的P1）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:@0,10（P3）指定下一點(diǎn)或[放棄(U)]:（捕捉P4）指定下一點(diǎn)或[閉合(C)/放棄(U)]:（回車）無(wú)相變熱交換器繪制繪制好封頭和筒節(jié)的外輪廓線以后，就需要繪制容器法蘭。該容器法蘭是和筒節(jié)及管板配套使用的，其具體細(xì)節(jié)及尺寸我們已在前面介紹過(guò)，在此不再說(shuō)明，為了減少多次的按比例縮小的計(jì)算，我們線按1：1繪制好該法蘭，然后再利用縮放功能，將其縮小，取縮放因子為0.2即可，并將其復(fù)制到本圖中某一空白位置備用（該過(guò)程不再詳細(xì)敘述，在第3章中已有介紹）?，F(xiàn)在的關(guān)鍵問(wèn)題是如何確定兩個(gè)基點(diǎn)，將已經(jīng)縮小的法蘭移到正確的位置上。一個(gè)是要移動(dòng)法蘭的基點(diǎn)，我們選為法蘭的中心線和下端輪廓線的交點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，該基準(zhǔn)點(diǎn)較好確定，只要在目標(biāo)捕捉狀態(tài)下即可；另一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為插入點(diǎn)，由于移動(dòng)法蘭的基點(diǎn)選在法蘭中心線上，而法蘭的中心線和筒節(jié)的中心線重合，故插入點(diǎn)也在筒節(jié)的中心線上，該中心線已經(jīng)繪制好，關(guān)鍵是確定具體距離。我們?cè)O(shè)計(jì)筒節(jié)前端距法蘭下端的水平輪廓線距離為8mm（用于焊接，不能太小，也不能太大，具體可參考有關(guān)焊接的書籍），這樣，我們可以通過(guò)作一條筒節(jié)下端輪廓下的偏移線，偏移距離為1.6，和中心線交于P6，有了P6點(diǎn)，就可以將法蘭通過(guò)移動(dòng)基點(diǎn)插入到P6點(diǎn)，就完成了本階段的工作，結(jié)果示意圖間圖5-24。如果前面工作沒(méi)有錯(cuò)誤的話，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)法蘭和筒節(jié)的尺寸配合的很好，并且它們的中心線重合，如果中心線不重合或?yàn)榇_定插入點(diǎn)所作的偏移線（過(guò)P6點(diǎn)的水平線）和法蘭的下端輪廓線不重合，則表示移動(dòng)插入工作失敗，需重新插入。本階段工作的關(guān)鍵是對(duì)每一步的數(shù)據(jù)一定要計(jì)算正確，否則會(huì)出現(xiàn)各種情況，須十分細(xì)心。無(wú)相變熱交換器繪制無(wú)相變熱交換器繪制⑵管板法蘭的繪制管板法蘭的具體尺寸我們已在前面介紹，首先根據(jù)前面介紹的尺寸，按1：1的比例繪制管板法蘭，然后將繪制好的管板法蘭按0.2的縮放因子進(jìn)行縮小備用。由于上面的容器法蘭和下面的管板法蘭是配套使用的，如果沒(méi)墊片的話，容器法蘭的下端水平輪廓線和管板法蘭的上端水平輪廓線是重疊的，現(xiàn)考慮墊片的厚度為2mm，則該兩條輪廓線之間就相距2mm，則本圖中為0.4單位，故管板法蘭插入點(diǎn)的位置是在中心線上距圖5-24中的P6點(diǎn)下放0.4個(gè)單位的點(diǎn)上，即5-25中的P1點(diǎn)，確定P1點(diǎn)有多種方法，一種簡(jiǎn)單的方法是利用作偏移線的方法確定P1點(diǎn)，有了P1點(diǎn)即插入點(diǎn)，還需確定移動(dòng)法蘭的基點(diǎn)。根據(jù)圖5-25中的結(jié)果，移動(dòng)基點(diǎn)在管板法蘭的中心線和管板法蘭上端輪廓線的交點(diǎn)上。這樣有了插入點(diǎn)和移動(dòng)基點(diǎn)，通過(guò)捕捉功能的幫助，很容易繪制管板法蘭。如果一切都正確的話，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)容器法蘭和管板法蘭榫槽結(jié)構(gòu)會(huì)配合得很好，兩者的中心線及螺栓孔中心線完全重合，見(jiàn)圖5-25。無(wú)相變熱交換器繪制⑶利用鏡像繪制下端的封頭、筒節(jié)、法蘭及管板法蘭下端的封頭、筒節(jié)、法蘭及管板法蘭和上端的完全一致，我們無(wú)需重復(fù)繪制，只要利用鏡像技術(shù)就可以生成下端的封頭、筒節(jié)、法蘭及管板法蘭，關(guān)鍵是需要確定對(duì)稱線。關(guān)于對(duì)稱線，我們?cè)诶L制中心線時(shí)已經(jīng)作了準(zhǔn)備，只要選擇圖5-23中過(guò)P5點(diǎn)的水平線作為對(duì)稱線，就可以完成本階段的工作，完成本階段工作后的圖見(jiàn)圖5-26，為了節(jié)約篇幅，我們對(duì)圖5-26進(jìn)行了的打斷處理，即縮短了中間部分的長(zhǎng)度。無(wú)相變熱交換器繪制圖5-26鏡像處理后的效果圖⑷殼體及接管的繪制首先來(lái)說(shuō)一下殼體的繪制，本次所繪制的換熱器殼體內(nèi)徑為400mm，外徑為416mm，厚度為8mm，長(zhǎng)度為2920mm。但是，在具體繪制過(guò)程中殼體的長(zhǎng)度不用考慮，因?yàn)槠溟L(zhǎng)度由于殼體采用斷開(kāi)畫法，已通過(guò)前面鏡像處理技術(shù)確定下來(lái)，故只需根據(jù)殼體的內(nèi)徑及厚度就可以繪制好殼體。殼體的繪制通過(guò)以下幾個(gè)步驟：①以主視圖中垂直中心線為基線，以40為偏移距離（實(shí)際為200mm，殼體內(nèi)半徑），向左右兩邊各作一條偏移線，此為殼體的內(nèi)輪廓線。②以前面繪制的兩條內(nèi)輪廓線為基線，1.6為偏移距離（實(shí)際為8mm，殼體厚度），向左右兩邊各作一條偏移線，此為殼體的外輪廓線。③利用同層置換，將通過(guò)偏移所得的4條殼體輪廓線置換為主結(jié)構(gòu)線圖層，并利用修剪技術(shù)，除去多余的線段（超過(guò)管板凹槽平面部分的線段）下面該過(guò)程幾個(gè)主要的命令：。無(wú)相變熱交換器繪制命令:_offset指定偏移距離或[通過(guò)(T)]<1.6000>:40（內(nèi)輪廓線的偏移距離）選擇要偏移的對(duì)象或<退出>:指定點(diǎn)以確定偏移所在一側(cè):（重復(fù)選擇過(guò)程）命令:OFFSET指定偏移距離或[通過(guò)(T)]<40.0000>:1.6（偏移的厚度）選擇要偏移的對(duì)象或<退出>:指定點(diǎn)以確定偏移所在一側(cè):（重復(fù)選擇過(guò)程）完成殼體輪廓線后，我們進(jìn)行接管輪廓的繪制，本繪制圖中共有4個(gè)接管，4個(gè)接管的大小相等，其主要尺寸如下：接管總長(zhǎng)100mm，接管內(nèi)徑80mm，厚度4.5mm，接管法蘭外徑200mm，螺栓孔中心距160mm，總厚度20mm，凸臺(tái)高3mm，凸臺(tái)直徑為132mm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，先按1：1利用簡(jiǎn)略畫法繪制好法蘭，詳細(xì)圖見(jiàn)前面準(zhǔn)備工作5.3.1中的圖5-19。將按1：1繪制好的接管圖按0.2的比例因子縮放，然后將縮放所得的圖進(jìn)行環(huán)行列陣，選擇列陣數(shù)目4個(gè)，包含角度為360度，就可以生成我們所需要的4個(gè)接管圖，將接管移到我們所需要的位置上，就可以完成接管的繪制，效果圖見(jiàn)圖5-27。和前面同樣的問(wèn)題是移動(dòng)的基點(diǎn)和插入的基點(diǎn)的確定。4個(gè)接管移動(dòng)的接點(diǎn)均取接管下端輪廓線，見(jiàn)圖5-28，和接管中心線的交點(diǎn)。4個(gè)插入的基點(diǎn)，其中兩個(gè)上下封頭上的插入基點(diǎn)比較容易確定，他們就是封頭中心線和封頭外輪廓線的交點(diǎn)，可參見(jiàn)圖5-28。另外兩個(gè)插入基點(diǎn)為殼體上的點(diǎn)，需要通過(guò)輔助線來(lái)確定。其方法是以圖5-27上下管板輪廓線L1和L2為偏移基準(zhǔn)線，以30為偏移量（實(shí)際距離為150mm），作偏移線，偏移線和殼體外輪廓線的交點(diǎn)P1和P2作為殼體上接管插入的基準(zhǔn)點(diǎn)。確定了4個(gè)插入的基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)帶基點(diǎn)移動(dòng)插入，并進(jìn)行必要地延長(zhǎng)、修剪、打斷等處理就可以比較方便快速地繪制好4個(gè)接管。無(wú)相變熱交換器繪制無(wú)相變熱交換器繪制圖5-27殼體接管繪制后效果圖圖5-28

⑸折流板、打斷線、拉桿、定距管及管子繪制

本次所繪制的換熱器共有8塊折流板，厚度為6mm，直徑為398mm，弓型缺口高度為88mm，具體開(kāi)孔情況參看前面的圖5-17。盡管換熱器實(shí)際有8塊折流板，但本次繪制的裝配圖中只繪制4塊折流板，它們分別是（從上數(shù)起）第一、第二、第七、第八塊折流板。其中第一塊折流板距上面管板法蘭輪廓線L1（見(jiàn)圖5-29）的距離為320mm，不進(jìn)行打斷，故管板輪廓線L1距第一塊折流板的輪廓線L2的圖中距離為64，由于管板的距離為6，第一塊管板的第二條水平輪廓L3和第一條水輪廓線L2圖中距離為1.2。第二塊管板的繪制無(wú)需精確定位，它利用第一塊折流和前面繪制中心線時(shí)所繪的對(duì)稱線L6（圖5-29已對(duì)原線條進(jìn)行圖層置換，將原中心線圖層置換成打斷線圖層）之的距離進(jìn)行大致確定，即在第一塊折流板和中心線之間距離的2/3處，在正交狀態(tài)下繪制一條穿過(guò)整個(gè)殼體的水平線L3，再通過(guò)偏移即修剪的技術(shù)就可以繪制好第二塊折流板。第8塊折流板和第7塊折流板采用和第一、第二塊折流板相似的方法即可繪制，所不同的是基準(zhǔn)線條由前面的L1變成了L7。根據(jù)前面的分析，繪制折流的步驟如下：①以L1為基準(zhǔn)線，以64為偏移距離，利用偏移繪制L2；②以L2為基準(zhǔn)線，以1.2為偏移距離，利用偏移繪制L3，完成第一塊折流板的水平輪廓線；無(wú)相變熱交換器繪制③在正交狀態(tài)線，于L3和對(duì)稱線L6之間的2/3處，繪制L4；④以L4為基準(zhǔn)線，以64為偏移距離，利用偏移繪制L5，完成第一塊折流板的水平輪廓線；⑤以L7為基準(zhǔn)線，和（1）~（4）相仿的步驟，完成第八、第七塊折流板的水平輪廓線；⑥利用殼體的內(nèi)輪廓線L8、L9為基線，以22.25（實(shí)際距離為89mm，其中缺口高度為88mm，間隙距離為1mm）為偏移距離，繪制線內(nèi)偏移線；⑦在前面工作基礎(chǔ)，根據(jù)圖5-29所示的最后結(jié)果進(jìn)行各種修剪，就可以完成折流板的繪制工作。繪制好折流板后，就繪制打斷線。打斷線除了利用原來(lái)水平對(duì)稱線為其中一組的繪制基準(zhǔn)外，其它兩組基準(zhǔn)線分別在第一塊折流板和第二塊折流板中間、在第八塊折流板和第七塊折流板中間分別進(jìn)行繪制，無(wú)需精確定位，只要基本處在中間位置即可，其效果圖見(jiàn)圖5-29。無(wú)相變熱交換器繪制繪制好折流板和打斷線之后，進(jìn)行拉桿、定距管及換熱管的繪制。本換熱器中共有4根拉桿，在主視圖中只表示3根拉桿，因?yàn)槠渲袃筛瓧U在主視圖中是重疊的。所畫3根拉桿的中心線位置一根和主視圖的中心線重合，另外兩根的中心線的位