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毕业设计-U型管换热器设计，说明书共54页，12365字。
摘要
本篇设计的U型管换热器是用于冷却工艺物料对二甲苯，使其温度降至要求范围内以便实现整个工艺流程的连续性。
设计主要进行了结构设计、工艺设计、强度设计和计算机绘图方面的工作。
结构设计部分包括：确定换热管规格、管箱和容器法兰的尺寸、折流板间距和整体尺寸。热力计算：热量衡算、物料衡算、传热膜系数的确定、传热面积的确定、压力降计算。主要受压元件强度计算：换热器壳体、管箱短节和容器封头厚度确定，容器法兰、螺栓和垫片的校核计算，管板厚度计算，开孔补强计算。
主要结论如下：
工艺计算方面：换热面积裕度为8%，壳程和管程压力降分别为0.033和0.0095 MPa，均满足设计要求。
结构设计方面：本台U型管换热器，结构简单、制造方便，还可以有效消除温差热应力。
主要受压元件强度设计方面：考虑到设备的安全工作，设计时筒体、封头和管板的厚度裕度较大，法兰的压力等级为2.5MPa，即能满足设备正常工作时，对各元件的强度要求，又能提高设备超负荷工作的能力。
关键词：传热；结构；强度

目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第1章 绪论 1
第2章 热力计算 3
2.1 介质的定性温度及物性数据 3
2.2 平均有效温差计算 3
2.3 热量衡算 4
2.4 物料衡算 4
2.5 传热计算 4
2.5.1 初选总传热系数，估算换热面积 4
2.5.2 确定换热管的规格 5
2.5.3 估算换热管根数 5
2.5.4 介质通入空间的选择 5
2.5.5 管程数的确定 5
2.5.6 换热器结构参数和尺寸的确定 6
2.6 传热膜系数计算 12
2.6.1 管内流体的流速 12
2.6.2 管内传热膜系数计算 13
2.6.3 管外传热膜系数计算 13
2.6.4 总传热膜系数计算 16
2.6.5 平均有效温差的修正 16
2.6.6 壁温计算 17
2.6.7 校核实际粘度比 18
2.7 换热面积计算 18
2.7.1 计算传热面积 18
2.7.2 实际传热面积 18
2.7.3 面积裕度 18
2.8 压力降计算 18
2.8.1 管程压力降 18
2.8.2 壳程压力降 20
第3章 强度计算 25
3.1 换热器强度计算条件的确定 25
3.1.1 设计压力的确定[4] 25
3.1.2 计算压力的确定 25
3.1.3 设计温度的确定 25
3.1.4 主体材料的选择 25
3.2 筒体和管箱短节的强度计算 25
3.2.1 筒体和管箱短节计算参数及材料力学性能 25
3.2.2 筒体和管箱短节的焊接接头系数 26
3.2.3 筒体的厚度计算 26
3.2.4 短节的计算厚度 27
3.2.5 压力试验时应力校核 27
3.2.6 压力及应力计算 29
3.3 筒体和管箱封头强度计算 29
3.3.1 筒体和管箱封头计算参数及材料力学性能 29
3.3.2 筒体和管箱封头的焊接接头系数 29
3.3.3 筒体封头的厚度计算 29
3.3.4 管箱封头的厚度计算 30
3.3.5 最大允许工作压力 31
3.4 换热器开孔补强计算 31
3.4.1 换热器开孔数据表 31
3.4.2 接管计算参数及材料力学性能 31
3.4.3 a、b号管口的补强计算 31
3.4.4 c、d管口的补强计算 34
3.5 管箱及管箱侧法兰强度计算 34
3.5.1 设计条件 34
3.5.2 垫片设计 34
3.5.3 螺栓设计 36
3.5.4 法兰设计 37
3.6 管板强度计算 43
3.6.1 设计条件 43
3.6.2 各结构尺寸参数和系数 43
3.6.3 各元件材料及设计数据 44
3.6.4 确定管板设计压力 Pd 45
3.6.5 管板计算厚度δ和名义厚度δn 45
3.6.6 换热管轴向应力 46
3.6.7 换热管与管板连接拉脱力 46
3.7 鞍座的设计 47
结束语 48
参考资料 49
致 谢 50