众文网1.求毕业论文：浮头式换热器设计说明书
浮头式换热器
浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。
新型浮头式换热器浮头端结构，它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成，其特征是：在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，浮头处取消钩圈及相关零部件，浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心，半径稍大于管束外径的梯型凹槽，且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通，而不与凹型槽相连通；在凹型和梯型凹槽之间钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，设浮头法兰为凸型和梯型凸台双密封，分程隔板与梯型凸台相通并位于同一端面的宽面法兰，且凸型和梯型凸台及分程隔板分别与浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相对应匹配，该浮头法兰与无折边球面封头组配焊接为浮头盖，其法兰螺孔与浮头管板的丝孔或螺杆相组配，用螺栓或螺帽紧固压紧浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其垫片，该结构必要时可适当加大浮头管板的厚度和直径及圆筒的内径，同时相应变更加大相关零部件的尺寸；另配置一无外力辅助钢圈，其圈体内径大于浮头管板外径，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面凹型或梯型密封面连接并密封，另一端设法兰或其他结构与浮头管板原凹型槽及其垫片或外圆密封。
浮头换热器的特点：
浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这个特点在现场能看出来。这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高20%），在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。
2.换热器毕业设计
这只是个模板，你还要自己修改数据，其中有些公式显示不出来。
一.设计任务和设计条件某生产过程的流程如图所示，反应器的混合气体经与进料物流患热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h，压力为6.9MPa ，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口温度为39℃ ，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
物性特征：混和气体在35℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度定压比热容 =3.297kj/kg℃热导率 =0.0279w/m粘度循环水在34℃ 下的物性数据：密度 =994.3㎏/m3定压比热容 =4.174kj/kg℃热导率 =0.624w/m℃粘度二. 确定设计方案1. 选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃ 出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。2. 管程安排从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。
但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下贱，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。三. 确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故壳程混和气体的定性温度为T= =85℃管程流体的定性温度为t= ℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说，最可靠的无形数据是实测值。
若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在35℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度定压比热容 =3.297kj/kg℃热导率 =0.0279w/m粘度 =1.5*10-5Pas循环水在34℃ 下的物性数据：密度 =994.3㎏/m3定压比热容 =4.174kj/kg℃热导率 =0.624w/m℃粘度 =0.742*10-3Pas四. 估算传热面积1. 热流量Q1==227301*3.297*(110-60)=3.75*107kj/h =10416.66kw2.平均传热温差 先按照纯逆流计算，得=3.传热面积 由于壳程气体的压力较高，故可选取较大的K值。
假设K=320W/（㎡k）则估算的传热面积为Ap=4.冷却水用量 m= =五. 工艺结构尺寸1.管径和管内流速 选用Φ25*2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=1.3m/s。2.管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=按单程管计算，所需的传热管长度为L=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
根据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热管长l=7m，则该换热器的管程数为Np=传热管总根数 Nt=612*2=12243.平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数按式（3-13a）和式（3-13b）有 R=P=按单壳程，双管程结构，查图3-9得平均传热温差 ℃由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。4.传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
见图3-13。取管心距t=1.25d0，则 t=1.25*25=31.25≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式（3-16）计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。
管数的分成方法，每程各有传热管612根，其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。5.壳体内径 采用多管程结构，壳体内径可按式（3-19）估算。
取管板利用率η=0.75 ，则壳体内径为D=1.05t按卷制壳体的进级档，可取D=1400mm6.折流板 采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为H=0.25*1400=350m，故可 取h=350mm取折流板间距B=0.3D，则 B=0.3*1400=420mm，可取B为450mm。折流板数目NB=折流板圆缺面水平装配，见图3-15。
7.其他附件拉杆数量与直径按表3-9选取，本换热器壳体内径为1400mm，故其拉杆直径为Ф12拉杆数量不得少于10。壳程入口处，应设置防冲挡板，如图3-17所示。
8.接管壳程流体进出口接管：取接管内气体流速为u1=10m/s，则接管内径为圆整后可取管内径为300mm。管程流体进出口接管：取接管内液体流速u2=2.5m/s，则接管内径为圆整后去管内径为360mm六. 换热器核算1. 热流量核算（1）壳程表面传热系数 用克恩法计算，见式（3-22）当量直径，依式（3-23b）得=壳程流通截面积，依式3-25 得壳程流体流速及其雷诺数分别为普朗特数粘度校正（2）管内表面传热系数 按式3-32和式3-33有管程流体流通截面积管程流体流速普朗特数（3）污垢热阻和管壁热阻 按表3-10，可取管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻按式3-34计算，依表3-14，碳钢在该条件下的热导率为50w/(m•K)。
所以（4） 传热系数 依式3-21有（5）传热面积裕度 依式3-35可得所计算传热面积Ac为该换热器的实际传热面积为Ap该换热器的面积裕度为传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。2. 壁温计算因为管壁很薄，而且壁热阻很小，故管壁温度可按式3-42计算。
由于该换热器用循环水冷却，冬季操作时，循环。
3.浮头式换热器制造工艺
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，见下图。壳体和管束对热膨胀是自由的，故而两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束有容易地插入或抽出壳体（也可设计成不可拆的），这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构比较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄漏情况，因此在安装时特别注意其密封。
浮头式换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。图2所示结构，其浮头部分虽可以自由移动，但管束不能抽出壳休。优点是在相同的壳体直径下，布管数多，换热面积增加，但对于换热管外壁要求经常清洗的情况，不宜采用此结构形式。
4.换热器毕业设计
这只是个模板，你还要自己修改数据，其中有些公式显示不出来。
一.设计任务和设计条件某生产过程的流程如图所示，反应器的混合气体经与进料物流患热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h，压力为6.9MPa ，循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口温度为39℃ ，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
物性特征：混和气体在35℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度定压比热容 =3.297kj/kg℃热导率 =0.0279w/m粘度循环水在34℃ 下的物性数据：密度 =994.3㎏/m3定压比热容 =4.174kj/kg℃热导率 =0.624w/m℃粘度二. 确定设计方案1. 选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度110℃ 出口温度60℃；冷流体进口温度29℃，出口温度为39℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。2. 管程安排从两物流的操作压力看，应使混合气体走管程，循环冷却水走壳程。
但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下贱，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。三. 确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故壳程混和气体的定性温度为T= =85℃管程流体的定性温度为t= ℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说，最可靠的无形数据是实测值。
若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。混和气体在35℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）：密度定压比热容 =3.297kj/kg℃热导率 =0.0279w/m粘度 =1.5*10-5Pas循环水在34℃ 下的物性数据：密度 =994.3㎏/m3定压比热容 =4.174kj/kg℃热导率 =0.624w/m℃粘度 =0.742*10-3Pas四. 估算传热面积1. 热流量Q1==227301*3.297*(110-60)=3.75*107kj/h =10416.66kw2.平均传热温差 先按照纯逆流计算，得=3.传热面积 由于壳程气体的压力较高，故可选取较大的K值。
假设K=320W/（㎡k）则估算的传热面积为Ap=4.冷却水用量 m= =五. 工艺结构尺寸1.管径和管内流速 选用Φ25*2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=1.3m/s。2.管程数和传热管数 可依据传热管内径和流速确定单程传热管数Ns=按单程管计算，所需的传热管长度为L=按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。
根据本设计实际情况，采用非标设计，现取传热管长l=7m，则该换热器的管程数为Np=传热管总根数 Nt=612*2=12243.平均传热温差校正及壳程数 平均温差校正系数按式（3-13a）和式（3-13b）有 R=P=按单壳程，双管程结构，查图3-9得平均传热温差 ℃由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。4.传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
见图3-13。取管心距t=1.25d0，则 t=1.25*25=31.25≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离按式（3-16）计算S=t/2+6=32/2+6=22㎜各程相邻管的管心距为44㎜。
管数的分成方法，每程各有传热管612根，其前后关乡中隔板设置和介质的流通顺序按图3-14选取。5.壳体内径 采用多管程结构，壳体内径可按式（3-19）估算。
取管板利用率η=0.75 ，则壳体内径为D=1.05t按卷制壳体的进级档，可取D=1400mm6.折流板 采用弓形折流板，去弓形之流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为H=0.25*1400=350m，故可 取h=350mm取折流板间距B=0.3D，则 B=0.3*1400=420mm，可取B为450mm。折流板数目NB=折流板圆缺面水平装配，见图3-15。
7.其他附件拉杆数量与直径按表3-9选取，本换热器壳体内径为1400mm，故其拉杆直径为Ф12拉杆数量不得少于10。壳程入口处，应设置防冲挡板，如图3-17所示。
8.接管壳程流体进出口接管：取接管内气体流速为u1=10m/s，则接管内径为圆整后可取管内径为300mm。管程流体进出口接管：取接管内液体流速u2=2.5m/s，则接管内径为圆整后去管内径为360mm六. 换热器核算1. 热流量核算（1）壳程表面传热系数 用克恩法计算，见式（3-22）当量直径，依式（3-23b）得=壳程流通截面积，依式3-25 得壳程流体流速及其雷诺数分别为普朗特数粘度校正（2）管内表面传热系数 按式3-32和式3-33有管程流体流通截面积管程流体流速普朗特数（3）污垢热阻和管壁热阻 按表3-10，可取管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻按式3-34计算，依表3-14，碳钢在该条件下的热导率为50w/(m•K)。
所以（4） 传热系数 依式3-21有（5）传热面积裕度 依式3-35可得所计算传热面积Ac为该换热器的实际传热面积为Ap该换热器的面积裕度为传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。2. 壁温计算因为管壁很薄，而且壁热阻很小，故管壁温度可按式3-42计算。
由于该换热器用循环水冷却，冬季操作时，循环。
5.浮头式换热器的设计要求
随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，中国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：
(1) 合理地实现所规定的工艺条件；
(2) 结构安全可靠；
(3) 便于制造、安装、操作和维修；
(4) 经济上合理。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。（也可设计成不可拆的）。这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。因此在安装时要特别注意其密封。
浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。
在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出。以便于进行检修、清洗。浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。随着浮头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。
钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。
浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验，不断促进了自身的发展。故迄今为止在各种换热器中仍占主导地位。
6.求浮头式换热器的详细资料
浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。
管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。
在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。
这种换热器的缺点是：壳程清洗困难，有温差应力存在。当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体和传热管材料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的许用应力时，在壳体上需设膨胀节，由于膨胀节强度的限制，壳程压力不能太高。
这种换热器适用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程介质清洁，不易结垢的场合。
7.高分求机械或压力容器论文一篇朋友要申报“化工机械工程师”职称,
压力容器的质量包括设计质量、制造质量、安装质量，其中制造质量的好坏起着关键的作用。
压力容器的制造单位为了使本企业的质量管理更科学和系统化，使压力容器的制造过程处于管理状态和控制状态之下，从而制造出达到国家标准、规程和设计要求的产品，建立了适合本单位的一套完整的压力容器制造质量保证体系[在IS09000系列标准中又叫“质量体系”]。 根据我们多年基层监检工作的经验和对法规、标准的理解，笔者认为：在质量体系的运转过程中，必须对影响压力容器制造质量的关键环节进行严格控制，才能确保压力容器的制造质量。
1 材料的控制 由于压力容器广泛地应用于各行各业，所处的工况既复杂又恶劣，如高温、低温、高压、疲劳载荷、介质有毒、剧毒、易燃、易爆、腐蚀性强，这就决定了压力容器所用的原材料种类繁多，质量要求高。 针对压力容器用材的特点，从原材料入厂到产品合格出厂，必须自始自终坚持主要受压元件材料的可靠性和可追踪性。
1。1 材料进厂后，按订货协议核对材料生产厂提供的材质证明书（或复印件），各项指标应符合相应的材料标准，方可入库；然后编制入库号，建立材质档案，按照质量手册的有关规定，逐件打钢印，为防止钢印锈蚀，打钢印后立即涂上防锈涂料，分类（按板材、管材、锻件、焊材……）整齐摆放。
1。2 材料发放应手续齐备，检验员、保管员和领料员三方共同到场，确认材质和数量。
材料到车间后按工艺程序流转，并按规定进行标志移置，还要有检验员的确认印记，余料也是如此。 1。
3 主要受压元件材料的选用和代用手续应符合《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）、GB150等有关规程和标准的要求。 材料的选用和代用必须按审批手续进行。
由于我国多数情况下都是由工程公司或设计单位进行压力容器的结构设计和强度计算，制造厂根据图纸加以制造，设计部门在设计时并未考虑到制造厂的材料库存情况以及制造过程中可能采用的焊接工艺、板厚、制造质量及检验手段等因素，而制造厂往往从经济效益角度出发，根据工厂材料的库存情况或市场上的供货情况投料，就可能碰到材料的代用问题。 有些特殊情况，制造者并不是十分清楚压力容器所处的工况，在工艺流程中的作用以及设计者的意图，因此材料的代用，除以薄代厚、以劣代优、以低代高必须经原设计部门同意外，下面一些特殊情况的材料代用也应征得原设计部门的同意。
（1）石油、天然气行业使用的压力容器16MnR代20g、Q235系列； （2）对于热套容器，以厚板代薄板； （3）有氯离子介质的压力容器，用18-8不锈钢代低合金钢、碳钢； （4）碳钢、低合金钢在热处理临界厚度时以厚代薄。 2 工艺的控制 与普通的机械产品加工相比，压力容器制造具有多品种单台套的特点，因此制造厂对每一台压力容器都要编制一套完整的工艺文件。
这些工艺文件具有指导生产、保证质量、提高效率的作用。制定了正确、合理的工艺后，关键是在施工过程中严格执行已定的工艺，每道工序完成后，操作者和工厂检验员都要在工艺流程卡上签字认可，做到在制品随工艺流程卡一同进入下道工序。
笔者在压力容器产品安全质量的监督检验工作中，发现一些工艺控制方面的问题，现提出来，以引起同行的重视。 2。
1 铆装时不按容器主焊缝布置图来组装筒节对接焊缝的位置，造成不必要的焊缝上开孔； 2。2 鞍座垫板未钻φ10的排气孔，垫扳与容器的角焊缝两侧未间断焊，采用全封闭式焊接结构； 2。
3 换热器设置膨胀节应注意的问题：根据GB151-89附录A的要求：U形膨胀节与换热器圆筒的连接，一般采用对接，膨胀节本身的环焊缝及膨胀节与圆筒连接的环焊缝，均应采用全熔透结构；卧式换热器的U形膨胀节，必须在其安装位置的最低点设置排液接口。 2。
4 耐压试验时安全意识差，在试压时发现渗漏，不按规定卸压后再补焊或紧固螺栓，而是带压补焊或带压紧固螺栓，甚至在带压设备上作无关试压的作业。 2。
5 试验压力值的确定：对设计温度大于等于200℃的钢制或大于等于150℃的有色金属制成的压力容器，应重视Pr=1。 25 公式的应用，否则试验压力值达不到GB150规定要求；直立容器卧置液压试验时，试验压力要考虑立置时液柱静压力；夹套容器在进行压力试验时，必须校核内筒在试验压力下的稳定性。
如不能满足稳定要求，必须同时在内筒内保持一定压力，以使在整个试验过程中的任一时间内，夹套和内筒的压力差不超过设计压差。 2。
6 压力试验的顺序问题 （1）容器内部的盘管和有对接接头的换热管（特别是U型换热管），必须是压力试验合格后，才能与壳体组装； （2）浮头式换热器第一步：用试验压环和浮头专用试压工具进行管头试压，第二步：管程试压，第三步：壳程试压； （3）如图1所示的夹套容器，必须是内筒液压试验合格后，才能组焊夹套，然后再对夹套试压。 如图2所示的夹套容器，前二步与如图1所示的相同，待在内筒上开孔、焊好接管后，还应再对内筒试压，一共是三次试压。
图1 图2 3 焊接质量的控制 一般来讲，焊接质量在很大程度上，决定着压力容器的安全与寿命，因此控制焊接质量成。
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