F70螺旋板式換熱器設計含10張CAD圖,f70,螺旋,板式,換熱器,設計,10,cad 實習報告 姓名 性別 學號 二級學院 專業(yè) 班級 實習 單位 電連技術股份有限公司 實習 崗位 是否帶薪 實習單位簡介： 電聯(lián)技術股份有限公司是一家上市公司。主要經營范圍：精密模具、通訊用電子連接器、電子塑膠制品的技術開發(fā)、通訊用電子連接器、電子塑膠制品的制造等。 （一）實習目的 畢業(yè)實習是極為重要的實踐性學習環(huán)節(jié)，通過較長實踐的實習，使我們走向社會，接觸本專業(yè)工作，拓寬知識面，增強感性認識，培養(yǎng)、鍛煉我們綜合運用所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識，去獨立分析和解決實際問題的能力，能夠將所學的專業(yè)理論知識運用與實踐，在實踐中結合理論加深對認識和總結，再次學習，將專業(yè)知識與實踐接軌，逐步認識體會，從而更好地將所學運用到工作中去，接觸社會，認識社會，體驗社會，體驗生活，學會生活，學會感悟，學會做事，學會與人相處，學會團結協(xié)作，為以后畢業(yè)走上工作崗位打下一定的基礎 （二）實習要求 1、明晰實習使命，認真學習實習教學大綱，提高對實習的熟悉，做好思想上的準備； 2、認真完成實習內容，按規(guī)定記錄實習筆記，撰寫實習日記、周記、實習總結報告，收集相關資料； 3、自覺遵守宿舍、實習單位的有關規(guī)章軌制，聽從指導教師的指導，培養(yǎng)良好的風氣； 4、培養(yǎng)學生在生產實際中利用所學知識，觀察問題、分析問題及解決問題的能力； 5、結合畢業(yè)設計有意識地擴大和加深工程實際知識和理論知識范圍； 6、培養(yǎng)學生向實踐學習、向工人師傅學習、向工程技術人員學習的良好學風； 7、在整個學習期間（包括路途）要重視安全，要講文明禮貌，尊敬老師和工廠工人； 8、實習結束后，應在規(guī)定時間內交齊實習日記、實習報告等資料。 （3） 實習主要內容及進程 通過實習過程我懂得了如何將書本里學到的理論知識、方式方法變成實踐的行為。我從以下兩個方面簡要介紹本次實習過程中所從事的主要工作及任務。 1?安全教育過程 對于任何機械廠,安全始終是重中之重,所以在實習之前，首先對我們進行了一些安全教育和以及在實習過程中的安全事項和需注意的項目。比如在進加工車間時,不允許穿涼鞋進廠;進廠必須穿長褲;禁止在廠里吸煙,進廠后衣服不準敞開,外套不準亂掛在身上,不得背背包進廠;人在廠里不要成堆,不要站在生產主干道上;在沒有允許情況下,不準亂按按扭、開關。 2?觀摩學習和實際操作 講完安全知識就是學習操作，我主要是檢查產品是否合格，通過觀摩學習和實際動手操作,我們對毛坯選擇,零件機械加工、產品的裝配、質保、銷售和售后處理等方面有了基本的認識,使我們的理論水平有了進一步的提高。 3?上班 雖然每天都做著差不多的工作，但也了解了許多東西，比如公司質量管理的一些統(tǒng)計方法，有初，中，高三種級別的統(tǒng)計管理方法；也知道了一下機器的基本操作。在公司每天的基本流程是這樣的，早上八點準時到崗，開早會,早會主要是對昨天的工作的總結,以及新的一天的安排,然后各自按照自己的崗位的任務進度去完成任務,有什么問題及時提出,有什么好的意見或建議,都可以提出的,然后各自去各自的崗位工作,每天下午7:30收班,打掃衛(wèi)生,各個人都有自己所負責的清掃的區(qū)域,打掃完畢8:00準時下班 （四）主要收獲與體會 短暫的實習轉眼而過，回顧實習生活，我在實習的過程中，既有收獲的喜悅，也有一些遺憾。那就是對機械設備的認識還不太深入，不太全面，有時候遇到問題不能及時準確的解決。但是通過實習，我學到了多方面的知識，“沒有實習，就沒有發(fā)言權”，只有親身經歷過才會有那種超乎平常的感覺。我與社會的接觸并不多。其實學校要求我們實習，無非是想讓我們提前接觸社會，了解社會，這樣才不會在真正走上社會的時候找不到生活的重心，于是我才決定這個學期真正的去接觸社實踐是檢驗真理的惟一標準。在課堂上，我們學習了很多理論知識，但是如果我們在實際當會，品嘗社會的酸甜苦辣。中不能靈活運用，那就等于沒有學。實習就是將我們在課堂上學的理論知識運用到實戰(zhàn)中。我們怎樣才能把課本上的知識靈活恰當的運用到生活、工作當中去，成為對別人對社會有用的人才我們怎樣才能適應當今飛速發(fā)展的社會，怎樣才能確定自己的人生坐標，實現自己的人生價值呢抱著這種想法，經人介紹我走進了電連技術股份有限公司。在那里，我學到許多書本上所沒有的社會實踐知識，體會到了工作的一些難處，學會了如何處世，怎樣把事做對做好，清楚了自身的不足更明確了自己以后要怎樣努力去完善自己，為畢業(yè)后走上工作崗位而奠定基礎。 （五）對實習單位的建議 可以給實習生提供幾個換動的崗位，這樣的話我們就可以學到更多 （四）備注 指導教師評閱表 學 院： 專業(yè)： 學生姓名 學 號 班 級 專 業(yè) 指導教師姓名 課題名稱 F70螺旋板式換熱器設計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 該同學在設計過程中態(tài)度認真，對設計初稿進行了四次修改，設計材料比較完整規(guī)范，文章篇幅符合學院規(guī)定，內容基本完整，層次結構安排較好，主要觀點集中有一定的邏輯性，；設計過程中查閱了較多的文獻資料，對各種文獻有一定的處理能力；有一定的分析問題和解決問題能力；具有一定的自學能力，設計中自學了不少化工知識，并將其運用應運在設計中；圖紙、說明書質量一般，圖面整潔，線條、文字及尺寸標注等符合有關標準規(guī)定，說明書資料詳實，數據較充分，計算較準確，分析較詳細。 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值：76 指導教師簽字： 年 月 日 答辯及最終成績評定表 學 院：機械工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生姓名 學號 班級 答辯 日期 課題名稱 F70螺旋板式換熱器設計 指導 教師 成 績 評 定 分值 評 定 小計 郭雪娥 申路名 曾立平 陶衛(wèi)民 范志明 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。 30 22 21 22 20 20 21 答辯 表現 思維敏捷,回答問題有理論根據，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。 必 答 題 40 33 31 30 32 31 31.4 自 由 提 問 30 22 23 23 22 24 22.8 合 計 100 77 75 75 74 75 75 答 辯 評 分 分 值：75 答辯小組長（簽章）： 答辯成績a： ×30％＝22.5 指導教師評分 分 值：76 指導教師評定成績b： ×60％＝45.6 評閱教師評分 分 值：77 評閱教師評定成績c： ×10％＝7.7 最終評定成績： 分數：76 等級： 答辯委員會主任（簽章）： 年 月 日 答辯記錄表 題目 旁路式旋風除塵器設計 學生姓名 學 號 學 院 專 業(yè) 廖瓊亮 答辯時間 答辯地點 指導教師 答辯組成員 答辯記錄： 1． 螺旋版式換熱器作用是什么，用在何處？ 回收廢氣和廢液中的能量，以及冷卻和加熱各種化工溶液。 許多工業(yè)部門中都有應用，例如石油化工，冶金，制冷，動力等。 2． 板厚設計時考慮的因素？ 壓力，溫度，材料 3． 冷水出口溫度跟什么有關？溫度如何確定？ 跟熱程介質以及它的流量，還有冷水自身入口溫度有關。 熱程介質進出口溫度，，冷水入口溫度，流量，流速來確定。 四．16MnR材料代號是什么含義？ 16Mn是低合金代號，R表示壓力容器專用鋼。 答辯組秘書簽名： 工作記錄1 指導時間：2019年4月23日 今天老師讓我們集中上交紙質初稿，鄒老師在辦公室對我們進行了指導，使我們明確了我們在做論文時所需注意的側重點，同時，老師也對我們的論文做出了相關的要求，我們也問了老師不少在做論文過程中的問題，比如一些計算上的問題，還有關于說明書中工藝過程以及附錄之類的要求。老師細心的回答了我們的問題，在離開之前，老師還安排了我們下一步的任務。 提問：法蘭的作用是什么。 指導老師評語： 前期在實習方面的工作做得較好，后期須繼續(xù)努力，有問題及時交流，也可以同學之間互相討論。 回答：法蘭是管子與管子之間相互連接的零件，用于管端之間的連接;也有用在設備進出口上的法蘭，用于兩個設備之間的連接，如減速機法蘭。。 工作記錄2 指導時間：2019年4月25日 2019.4.25 4213辦公室 ? 今天老師對我們的論文初稿提出了修改建議，對論文中的不足進行了概括，并把錯誤的格式都標記了出來，使我們更好的對論文進行修改。 ? 通過這次指導，我們更加明確了下一步的方向。 提問：換熱器的裝配圖需要標注哪些尺寸？ 指導老師評語： 仔細查看我批改之處，把格式問題以及計算公式修改好。如有問題及時與我討論。 回答：換熱器的裝配圖需要標注的尺寸有：外形尺寸、安裝尺寸、裝配尺寸等 工作記錄3 指導時間：2019年5月7日 2019.5.7 4213辦公室 ? 本次指導我們上交了二稿，我們向老師詢問了在做二稿時遇到的問題，比如在畢業(yè)論文中表的格式，還有許多公式計算等，老師一一回答了我們的問題，并對我們接下來的任務給出了建議。時間不多了，一定要更加努力修改論文了。 提問：板厚度的確定應考慮哪些因素。 指導老師評語： 仔細查看我批改之處，繼續(xù)把論文中的錯誤進行修改。如有問題及時與我討論。 回答：主要考慮壓力、溫度、材料。 工作記錄4 指導時間：2019年5月9日 2019.5.9 4213辦公室 ? 今天老師把第二稿批閱完了，又找出了很多格式以及表達上的問題，并一一給我們講解了，此次指導后，說明書基本就差不多定了，接下來就是圖以及答辯要注意的一些問題了。 指導老師評語： 仔細查看我批改之處，把圖紙的格式以及標注進行修改，繼續(xù)完善說明書的內容，如有問題及時與我討論。 工作記錄5 指導時間：2018年5月21日 2019.5.21 4213辦公室 ? 今天把改好的說明書以及圖紙交給了老師，圖紙的標注有很多不清楚，老師都給我們解答了，并對圖中的錯誤進行了講解，讓我們好回去修改，接下來便要為答辯做準備了，所以老師將答辯工作方案發(fā)在群里。 提問：換熱器選擇哪種防腐方式最好。 指導老師評語： 仔細查看我批改之處，把答辯需要準備的資料準備好，如有問題及時與我討論。 回答：防腐方法較多，哪種最好，既要考慮實用性，又要考慮經濟性，換熱器一般采用合適的材料進行防腐。 工作記錄6 指導時間：2019年5月28日 的制作已經接近尾聲，后天答辯，這意味著四年的大學生活已走到終點，老師講了很多的答辯要的材料以及注意事項，并祝我們答辯順利，非常感謝老師這段時間的指導和幫助。 ? 最后，感謝老師這兩個月來對我的悉心指導。 指導老師評語： 繼續(xù)努力，把還存在的問題解決好，迎接答辯。 評閱教師評語表 題　　目 F70螺旋板式換熱器設計 學生姓名 班級學號 專 業(yè) 評 閱 教師姓名 職 稱 工作單位 評分內容 具 體 要 求 總分 評分 開題情況 調研論證 能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調研，能較好地理解課題任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10 8 外文翻譯 英文摘要翻譯準確，語句通順，語法基本無錯誤。 10 8 設計質量 論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理。 35 27 創(chuàng) 新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10 8 撰寫質量 結構嚴謹，文字通順，用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數要求。 15 12 綜合能力 能綜合運用所學知識和技能發(fā)現與解決實際問題。 20 14 總 評 分 77 評閱教師 評閱意見 本設計圍繞螺旋板式換熱器設計展開，重點在計算，強度校核部分。完成了任務書規(guī)定的任務，篇幅符合學校規(guī)定，設計說明書內容基本完整，計算及論證無原則性錯誤；說明書書寫規(guī)范，圖紙質量中等，圖面較為整潔，線條、文字及尺寸標注等均符合有關標準規(guī)定。 評閱成績 7.7 評閱教師簽名 日 期 課題任務書 學院： 專業(yè)： 指導教師 學生姓名 課題名稱 F70螺旋板式換熱器設計 內容及任務 擬設計一螺旋板換熱器，用于熱量回收。 給定設計參數如下： 熱程介質：含氰根硫酸水溶液 冷程介質：水 熱程設計壓力：0.45MPa 冷程設計壓力：0.45MPa 熱程設計溫度：200℃ 冷程設計溫度：200℃ 腐蝕余量：自定 換熱面積：70m2 需完成的主要內容如下： 1、緒論 2、主體結構設計 3、材料選擇及零部件結構設計 4、強度計算與校核 5、加工工藝、裝配程序、安全防腐等 6、繪制裝配圖及零部件圖 7、翻譯外文文獻 擬達到的要求或技術指標 1、首先需在互聯(lián)網、圖書館、工廠廣泛查閱相關科技資料 2、進行結構、材料及裝置選擇論證時，要求資料詳實，數據充分 3、進行強度校核時，要求計算準確，分析詳細，公式的字母含義應標明 4、查閱15篇以上與題目相關的文獻，其中近三年的文獻不少于5篇，鼓勵引用一定的外文文獻；按要求格式獨立撰寫不少于12000字的設計說明書；寫出不少于400字的中文摘要，關鍵詞的個數一般取5個左右；鼓勵翻譯一篇本專業(yè)外文文獻 5、完成不少于3張零號圖紙的結構設計圖、裝配圖和零件圖，其中應包含一張以上用計算機繪制的具有中等難度的1號圖紙，同時至少有折合4號圖幅以上的圖紙用手工繪制，并要求圖面整潔，視圖齊全，布局合理，線條、文字及尺寸標注等均應符合有關標準規(guī)定 進度安排 起止日期 工作內容 備注 2月18日—3月1日 3月4日—3月15日 3月18日—5月24日 5月27日—5月31日 畢業(yè)設計調研 集中實習 畢業(yè)設計 畢業(yè)答辯 主要參考資料 [1] 秦叔經，葉文邦.化工設備設計全書-換熱器［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2003 [2] 工程材料實用手冊編輯委員會.工程材料實用手冊［Ｍ］.北京：中國標準出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設備設計手冊［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2005 [4] 錢頌文.換熱器設計手冊［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2002 [5] 朱振華，邵澤波.過程裝備制造技術［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2011 [6] 華南理工大學化工原理教研組.化工過程及設備設計［Ｍ］.廣州：華南理工 大學出版社，1986 [7] 趙惠清，蔡紀寧.化工制圖 ［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2015 [8] 譚蔚.化工設備設計基礎［Ｍ］.天津：天津大學出版社，2014 教研室 意見 本課題符合專業(yè)人才培養(yǎng)要求，設計任務飽滿，同意下達任務書 □ 本課題不符合專業(yè)人才培養(yǎng)要求，不同意下達任務書□ 教研室主任（簽章）： 年 月 日 開題報告 題　　目 F70螺旋板式換熱器設計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 1 選題的目的與意義 連螺旋板式換熱器是一種高效換熱設備，適用汽－汽、汽－液、液－液，對液傳熱。是發(fā)展較早的一種板式換熱器，不用管材，價格比較便宜，其傳熱系數大，結構緊湊，不易結垢，容易清洗。它適用于化學、石油、溶 劑、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織、冶金、軋鋼、焦化等行業(yè)。該換熱器主要由兩張平行的薄鋼板卷制成，構成一對互相隔開的螺旋形通道，冷、熱兩流體以螺旋形板面為傳熱面相間流動。在換熱器中心設有中心隔板，使兩個螺旋通道隔開，一般有一對進、出口設在圓周邊上，而另一對進、出口則設在中心的圓鼓上。 螺旋板式換熱器結構緊湊，單位體積提供的傳熱面很大，流體在螺旋板內允許流速較高，并且流體沿螺旋方向流動，滯流層薄，故傳熱系數大，傳熱效率高。此外還因流速大，臟物不易滯留，近年來在國內各行業(yè)中的應用日趨廣泛。但也存在焊接要求質量高，檢修比較困難。重量大，剛性差等缺點。未來的市場需求將對產品質量有更高的要求，如環(huán)保、節(jié)能型產品將是今后發(fā)展的重點；要求產品性價比提高；對產品的個性化、多樣化的需求趨勢強烈，這也共同預示著換熱器行業(yè)良好的發(fā)展前景。 本次設計的螺旋板式換熱器是我之前學習所沒有接觸過的，在傳統(tǒng)的學習知識上面添加了一些新的元素。在設計過程中，一方面可以復習和鞏固之前學習的知識， 另外又可以拓展思維，查閱資料以擴展知識面，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，以達到提升自我的目的。 2 國內、外現狀及發(fā)展趨勢 2.1 國內情況 我國從上世紀50年代開始研究螺旋板式換熱器，至今已經有60多年的歷史，但在最初30年中，受材料、制造設備及焊接工藝等技術水平的限制，螺旋板式換熱器的研究與發(fā)展緩慢。改革開放之后，螺旋板式換熱器的市場需求逐步增大，隨著材料及焊接技術的發(fā)展與提高，使螺旋板式換熱器得到了較快的發(fā)展。產品與國外同類型產品在整體技術水平及使用功能方面接近，其結構由原來的不可拆式、簡單可拆式發(fā)展為多種可拆式、撬裝式、交錯冷凝式等。單臺熱交換面積、最高工作壓力及溫度都大大提升。然而，盡管國產螺旋管式換熱器的技術達到了長足的發(fā)展，但在某些特殊工況傳熱計算中特性參數的選項（如非牛頓液體參數，動力粘度等）、特殊材料在特殊工況中的耐腐蝕研究、制造工藝已經產品外觀質量等方面與國外同類產品還存在一定的差距，這是國內從事螺旋板式換熱器設計、制造、應用以及相關研究的企業(yè)和學者還需繼續(xù)努力的課題。 2.2 國外情況 螺旋板式換熱器是瑞典羅森布拉德公司于1930年首先推薦使用的，很快就開始成批量生產并取得了專利權。隨后許多國家根據這個公司乏的專利相繼仿造，其中有英國APV公司、美國 AHRCO公司、西德 ROCA公司等。國外螺旋板式換熱器的發(fā)展無論材料、工藝、結構、設計理論都已日臻成熟。所有產生廠商都采用了定距柱接觸焊和螺旋板自動翻邊工藝，其應用領域也比我國深入、廣泛。國外螺旋板式換熱器共有四種型式：1型、2型、 3型和 3H型。 1型為最普通結構型式，兩個通道內的流體均作螺旋流動。國外螺旋板式換熱器最常見的是應用于冷凝場合，所有型式的螺旋板式換熱器均可應用于冷凝場合。 3 課題設計的主要工作 3.1 準備相關工作 完成緒論 在互聯(lián)網或者圖書館等查閱相關文獻資料，或者去相關工廠了解換熱器方面的知識。明確其熱換的過程、原理、性能及應用。還應該了解熱換器在國內外應用現狀及發(fā)展趨勢。掌握基本知識點，計算方法等，并安排設計進度。 3.2 材料選擇及主體、零部件結構設計 各零部件的材料選擇，選擇熱換器的類型與結構，操作條件的選擇和操作方式的選擇。完成幾何設計和結構設計。 3.3 強度計算與校核 計算換熱器各部件尤其受壓部件的應力大小檢驗其強度是否在允許范圍內，按照國家壓力容器安全技術規(guī)定進行計算或者核算。 3.4 加工工藝，裝配程序，安全防腐 選擇加工工藝，及編寫裝配程序，考慮安全性能及采取防腐措施。 3.5 繪制裝配圖及零部件圖 利用AutoCAD繪圖軟件繪制出換熱器的裝備圖及各個零件圖。 3.6 翻譯外文文獻，編寫說明書 將外文文獻進行翻譯，并按要求編寫說明書。 4 設計進度安排 2月26日～3月11日： 尋找與課題相關的參考書及文獻資料，撰寫開題報告。 3月12日～3月23日： 集中實習 3月26日～4月1日： 查閱文獻資料，確定設計方案，開始課題設計 4月2日～4月25日： 螺旋板式換熱器的幾何設計和總體設計，計算并校核 4月26日～5月1日： 選擇加工工藝，裝配過程，考慮安全防腐等細節(jié) 5月2日～5月15日： 依據設計步驟繪制零件圖，裝配圖 5月16日～5月25日： 提交論文初稿，答辯前的準備，交論文正式稿 5月28日～6月1日： 畢業(yè)答辯 參考文獻 [[1] 秦叔經，葉文邦.化工設備設計全書-換熱器［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2003 [2] 錢頌文.換熱器設計手冊［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2002 [3] 朱振華，邵澤波.過程裝備制造技術［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2011 [4] 華南理工大學化工原理教研組.化工過程及設備設計［Ｍ］.廣州：華南理工 大學出版社，1986 [5]劉亮.淺析螺旋板式換熱器的應用[J].石化技術,2017,24(04):109. 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日 F70螺旋板式換熱器設計 摘 要 換熱器在許多工業(yè)部門中都有應用，而且非常廣泛，例如，石油化工、冶金、制冷、動力等各個領域，在國民經濟生產中至關重要。螺旋板式換熱器是一種新型換熱器，傳熱效率高，運行穩(wěn)定，可多臺機組運行，適用于蒸汽－蒸汽、蒸汽－液體、液體－液體的傳熱。 根據任務書的要求，本次的設計課題是F70螺旋板式換熱器。螺旋板式換熱器相較于其他換熱器的優(yōu)點：1、傳熱效率高；2、有效回收低溫熱能；3、運行可靠性強；4、可多臺組合使用；5、阻力??；等等。為了確保換熱器的強度和使用時間長度, 需要設計合理的結構，因此合理的結構需要考慮材料、壓力、溫度、壁溫、污染條件、流體性質、維護、清潔等因素。其中主要的過程有主體的結構設計，材料選擇及零部件結構設計，強度計算與校核以及加工工藝、裝配程序、安全防腐等。在工程設計過程中，即使是相同形式的換熱器結構也不盡相同，因為它們的使用方式不同。我們也應盡可能選擇定性產品范圍，或者根據客服特定需求來設計,從而達到令人滿意的工藝條件。 關鍵詞：螺旋板；結構設計；換熱器；強度校核 ABSTRACT Heat exchangers are widely used in many industrial sectors, such as petrochemical industry, metallurgy, refrigeration, power and other fields, which are very important in national economic production. Spiral plate heat exchanger is a new type of heat exchanger with high heat transfer efficiency and stable operation. It can be operated by multiple units. It is suitable for heat transfer of steam-steam, steam-liquid and liquid-liquid. According to the requirements of the task book, the design topic of this project is F70 spiral plate heat exchanger. Compared with other heat exchangers, spiral plate heat exchangers have the following advantages: 1. high heat transfer efficiency; 2. effective recovery of low-temperature heat energy; 3. strong operational reliability; 4. multiple combination; 5. low resistance; and so on. In order to ensure the strength of heat exchanger and the length of service time, it is necessary to design a reasonable structure, so reasonable structure needs to consider material, pressure, temperature, wall temperature, pollution conditions, fluid properties, maintenance, cleaning and other factors. The main processes include the structure design of the main body, material selection and component structure design, strength calculation and checking, as well as processing technology, assembly procedures, safety and corrosion protection, etc. In the process of Engineering design, even the same heat exchanger structure is not the same, because they are used in different ways. We should also choose the range of qualitative products as far as possible, or design according to the specific needs of customer service, so as to achieve satisfactory process conditions. Key words：Spiral plate; Structural design; Heat exchanger; Strength check 目 錄 1 概論 1 1.1 螺旋板式換熱的研究背景 1 1.2 螺旋板式換熱器現狀和發(fā)展 2 1.3 螺旋板式換熱器的結構 2 1.3.1結構特點 2 1.3.2結構型式 4 1.4 設計方向 6 2 設計方案的確定 7 2.1螺旋板式換熱器的選型和流道布置 7 2.2流速的選擇 7 2.3螺旋中心直徑和螺旋板寬度的選擇 7 2.4最合適的出口溫度設置 7 2.5確定設計方案原則 8 3 螺旋板式換熱器的計算 9 3.1 傳熱工藝的計算 9 3.1.1傳熱量Q 9 3.1.2. 冷卻水出口溫度 9 3.1.3.螺旋通道截面積與當量直徑de的計算 10 3.1.4.雷諾數Re和普蘭特數Pr 11 3.1.5.給熱系數α的計算 11 3.1.6.總傳熱系數K 12 3.1.7.對數平均溫度差?tm 12 3.1.8.傳熱面積 13 3.1.9.螺旋通道的計算 13 3.1.10.螺旋圈數n和螺旋體外徑D0的驗算 13 3.2.壓差?p的計算 14 4 螺旋板強度、撓度計算與校核 15 4.1強度計算 15 4.2螺旋板撓度 16 4.3校核螺旋板換熱器的穩(wěn)定性 16 5 螺旋板換熱器的結構尺寸及加工方法 18 5.1密封結構 18 5.2換熱器外殼 19 5.3定矩柱的尺寸 19 5.4進出口接管的直徑 20 5.5中心隔板尺寸 20 5.6螺旋板式換熱器的加工方法 21 5.7防腐設計 23 5.8螺旋板式換熱器設計參數 23 總結 24 參考文獻 25 致謝 26 1 概論 1.1 螺旋板式換熱的研究背景 最早提出螺旋板式換熱器結構是1930年瑞典的Rosembla，1932年以此人命名成立的Rosembla公司，已經開始批量生產此種換熱器了，并申請了專利。此后，許多國家相繼設計了螺旋板式換熱器，應用在各種場合。比如美國的AHRCO公司和Union Carbide公司，英國的APV公司，日本的“川化”和“大江”，德國的Roca公司等。 隨著進入21世紀以來，全球能源短缺，解決能源問題的重要途徑之一是節(jié)能增效，世界上絕大多數國家都開始重視這方面的研究，所以，這方面的投資也在不斷的增加。我國的能源危機也十分嚴重，不均衡的能源分布以及正處于發(fā)展階段的重工業(yè)，能源工業(yè)設備的落后導致能源的有效利用效率低下。最后，由于公眾普遍缺乏環(huán)保意識，環(huán)境污染嚴重。我國的能源利用效率仍相較于一些發(fā)達國家還是有很大的差距，因此還有很大的發(fā)展空間也。 面對能源危機，能源的利用率就顯得極為重要，研發(fā)高效節(jié)能設備也是工業(yè)重中之重了，如新熱交換設備的研發(fā)。換熱器可以根據工藝要求控制介質的溫度和熱量，同時可以有效回收甚至再生余熱和廢熱。因此，換熱器已成為工業(yè)部門廣泛使用的工藝設備，能源工程項目總投資的很大一部分投資于換熱器的生產和制造。在化工廠，換熱器投資約占總投資的35%，所有海水淡化工藝裝置都由換熱器組成。然而，目前廣泛使用的換熱器能耗利用率較低。因此，只有有效提高換熱器的工作效率，才能在工程生產中達到節(jié)能降耗的目的。也有可能在全國工業(yè)中產生不可估量的經濟效益，甚至深遠的社會效益。 目前，螺旋板式換熱器是能源工程項目中使用最為廣泛的換熱器結構形式之一。螺旋板式換熱器的特點是：①傳熱效能好；②具有自清洗作用；③不可拆式結構密封性能好，適用于易爆、易燃、劇毒或貴重流體的換熱；④有利于小溫差傳熱，回收低溫熱能；⑥溫差應力小；⑦價格低廉。但是也也維修困難的缺點。21世紀以來，各國加大了在能源項目的投資，出現了許多新型結構換熱器螺旋板式換熱器也進行了許多優(yōu)化設計。 1.2 螺旋板式換熱器現狀和發(fā)展 螺旋板式換熱器早期使用于回收廢氣和廢液中的能量,冷卻和加熱果汁、糖汁以及各種化工溶液,同時也用于冷卻發(fā)煙硫酸、酸性物質和啤酒麥芽汁等。隨著化工等行業(yè)的快速發(fā)展，以及制造技術的不斷改進和提高，螺旋板式換熱器的應用范圍越來越廣泛。從開始使用螺旋板式換熱器到1962年期間，世界各國制造和使用的裝置總數已超過10000個。20世紀70年代，隨著規(guī)模的擴大，設計壓力達到了4MPa。 螺旋板式換熱器在中國的使用始于20世紀50年代中期，當時它主要用于加熱電解質和冷卻燒堿廠的濃堿液。20世紀60年代，中國機械制造部設計制造了一種卷繞螺旋板的專用卷繞機，將卷繞效率提高了幾十倍，為螺旋板式換熱器的推廣應用創(chuàng)造了良好的機會。自1968年前第一機械工業(yè)在蘇州召開一系列螺旋板式換熱器審查會議以來，已有20多家國內制造商生產了這種換熱器，螺旋板式換熱器在中國得到了迅速的發(fā)展，如今在國內應用也是日趨廣泛。 目前的問題是如何進一步提高換熱器的承壓能力，使其應用范圍更廣。提高承載力的方法有很多，如增加間隔柱的數量、增加螺旋板的厚度或提高板的強度(即選擇質量更好、具有一定塑性和高強度的鋼)。然而，如果采用增加板材厚度的方法，必然需要提高板材彎曲機的能力，導致消耗功率的相應增加，并且也給制造過程帶來困難并增加成本。目前，提高其承壓能力的途徑是改進其結構，選用更好的材料。經過多年使用和不斷改進，螺旋板換熱器目前最大外徑為Φ2000米，板寬為180米，最大工作壓力為4MPa，最高工作溫度為1000℃ 1.3 螺旋板式換熱器的結構 1.3.1結構特點 ⑴ 傳熱效率高。由于螺旋板式換熱器有螺旋通道，通道內流動著流體，螺旋板上焊接有保持螺旋通道寬度的限位柱或沖孔限位氣泡，在螺旋流離心力的作用下，流體可以在較低雷諾數下產生湍流?？紤]到壓降不太大，更重要的是合理選擇通道寬度和流體流速。一般來說，在設計時可以選擇較高的流速（液體的允許設計流速約為2m/s，氣體的允許設計流速約為20m/s），這樣可以使流體高度分散、接觸良好，有利于提高螺旋板換熱器的傳熱效率。近年來，國內許多單位對螺旋板式換熱器和管式換熱器的傳熱系數進行了測量和比較。例如，冰箱的輔助氨冷凝器使用熱交換面積為f=30m2的螺旋板式換熱器，而不是熱交換面積為f=70m2的管式熱交換器，因此效率加倍。另一個例子是小型化肥廠氨合成塔的下部加熱器。原管狀結構的換熱面積為f=30.9m2，只要用螺旋板式換熱器代替f=15.5m2，其加熱器的效率就翻倍。 ⑵ 流體的壓頭可以有效地用于在螺旋板式換熱器損失流體。雖然流動方向和脈沖現象沒有劇烈變化，但螺旋通道較長，螺旋板焊接有定距柱。在正常情況下，該熱交換器的流體阻力大于管狀熱交換器的流體阻力。然而，與其他類型的熱交換器相比，由于通道中均勻的螺旋流，流體的正作用力主要出現在流體和螺旋板之間的摩擦以及間隔柱的沖擊中，這部分阻力會引起流體湍流，從而相應地增加傳熱系數，這使得螺旋板式換熱器能夠更有效地利用流體的壓頭損失。 ⑶ 能利用低溫熱能，精確控制出口溫度。為了提高螺旋板式換熱器的傳熱效率，有必要提高傳熱驅動力。當兩種流體在螺旋通道中完全逆流操作時，兩種流體之間的對數平均溫差較大，這有利于傳熱。根據換熱器設計中使用的經驗數據分析，螺旋板式換熱器允許的最小溫差最低，即使兩種流體之間的溫差為3C，也可以進行換熱。由于允許的溫差相對較低，世界上所有國家都使用這種換熱器來回收低溫熱能。 螺旋板式換熱器有兩個長的均勻螺旋通道，介質可以在其中均勻加熱和冷卻，因此其出口溫度可以精確控制。 ⑷ 不易污垢堵塞。在管殼式換熱器中，如果一根換熱管有污垢沉積，換熱管的局部阻力增大，流量受到限制，流量減小，介質轉向其他換熱管，換熱器中各換熱管的阻力重新平衡，有污垢沉積的換熱管的流量越來越小，污垢沉積越來越容易，最終換熱管被完全堵塞。但在螺旋板式換熱器，由于介質通過單一通道，流速相比較于其他種類的換熱器要高，通道又是螺旋形狀的，可以起到自我沖刷的作用，流體中的污垢不易沉積。即使產生污垢，應用化學方面的方法來處理也是比較簡單的。其次，由于螺旋板寬度的原因（一般不會超過2m），用高壓水來清洗管道也是簡易的。 ⑸ 密封結構可靠。目前，螺旋板式換熱器的雙通道端通過焊接(不可拆卸)和壓蓋(可拆卸)進行密封。在保證焊接質量的同時，不可拆卸式可以保證兩種介質之間沒有內部泄漏?？刹鹦秲啥擞啥松w壓緊，端蓋上設有整體密封板。只要螺旋通道兩端的面粉加工順利，就可以防止同一側的流體從一圈流到另一圈。 ⑹ 溫差應力小。螺旋板式換熱器的特點是允許擴張。因為它有兩個長螺旋通道，當螺旋板被加熱或冷卻時，它可以像時鐘里的發(fā)條彈簧一樣伸展和收縮。螺旋體的一側是熱流體，另一側是冷流體，最外環(huán)與大氣接觸。螺旋之間的溫差不如管殼式換熱器中換熱管與殼體之間的溫差明顯，因此不會產生大的溫差應力。 ⑺ 結構緊湊。傳熱面積為180m2的螺旋板式換熱器只需直徑1.5m、高1.2m就行，節(jié)約了空間成本，管殼式換熱器的單位體積傳熱面積只有螺旋板式換熱器的1/3.。 ⑻ 制造簡單。相較于其他換熱器，螺旋板式換熱器制造時間短、加工量小，以板材為主、易于軋制、制造成本低的優(yōu)點。 ⑼損失的熱量少。由于其緊湊的結構，即使熱交換器的傳熱面積很大，其外表面面積仍然很小。由于接近正常溫度的流體從最外邊緣的通道流出，通常不需要保溫。 ⑽ 修理困難。雖然螺旋板式換熱器不容易泄漏，但由于結構限制，一旦泄漏發(fā)生，就不容易修復，往往只有整個機組可以報廢。因此，腐蝕介質應選用耐腐蝕材料。在嚴重積垢的情況下，也無法使用。 ⑾ 承壓能力受限。在設計螺旋板式換熱器時，每個螺旋通道的最大壓力都是確定好了的。由于螺旋板寬度大、剛性差、厚度小，每個圓都承受壓力。當兩個通道之間的壓力差達到一定程度時，即達到或接近臨界壓力時，螺旋板將塌陷并失去穩(wěn)定性。因此，目前更多的方法是從結構上考慮的。目前，各國在螺旋板式換熱器產生的最高工作壓力為4兆帕。 ⑿ 清洗通道。因為螺旋通道通常較窄，螺旋板焊接有間隔柱以保持通道寬度，這使得機械清理困難。螺旋板的清洗方法主要采用熱水沖洗、酸洗和蒸汽吹洗，蒸汽吹洗在我國應用廣泛。 1.3.2結構型式 為了防止冷熱流體在螺旋板換熱器相互混合，流體通道必須密封良好。根據通道的密封形式，更常用的螺旋板換熱器可分為以下三種結構形式(也有其他分類)。 1.I型結構 如圖1所示，兩個螺旋流道的兩側完全焊接和密封，因此它們也被稱為不可拆卸結構。兩個流體通道都以螺旋形流動。通常，冷流體從外周流向中心，而熱流體從中心流向外周，完全逆流。當流體在單一通道中流動時，流體分布良好。然而，轉輪的兩側都被焊接死了，使得轉輪的清潔更加困難。該熱交換器的中心軸可以垂直或水平安裝。這種類型主要用于清潔液和液體之間的熱交換，也可用于氣體熱交換或流量小時的蒸汽凝結。 圖1 （Ⅰ型） 不可拆式螺旋板式換熱器 2. Ⅱ型結構 如圖2所示，兩個流動通道的兩側交替焊接和密封，并且開口由墊圈密封。流體仍然在兩個流動通道中螺旋流動。如果密封墊損壞，只有一種液體會泄漏，而兩種液體不會混合。因為兩個流動通道都有開口，所以只能通過打開頂蓋來進行清潔，所以也稱為可拆卸結構。然而，由于狹窄的流道和固定距離的柱子，機械清理仍然不容易。這種類型主要用于液-液熱交換，也可用于氣體熱交換或流量小的蒸汽凝結。 3．Ⅲ型結構 如圖2所示，一個通道的兩側被焊死，另一個通道的兩側是敞開的。流體在焊接通道中螺旋流動，在開放通道中軸向流動。這種類型適用于兩種流體流速相差很大的情況。它通常用作冷凝器和氣體冷凝器等。 圖2 （Ⅱ, Ⅲ）可拆式螺旋板式換熱器 1.4 設計方向 螺旋板式換熱器是一個高效換熱器。雖然我國從國外進口了生產線。鋁鎂合金具有較高的耐腐蝕性和導熱系數，其價格低于鈦，值得重視。國內在改善換熱器性能、提高傳熱效率、減小傳熱面積、降低壓降、提高設備熱強度等方面的研究取得了顯著成果。然而，如何有效提高螺旋板換熱器的能源利用率，降低企業(yè)成本，提高效益還不是很詳細。本文對螺旋板換熱器的傳熱性能進行了有效的研究和分析。每章的主要內容如下: 第一章 概論； 第二章 設計方案的確定； 第三章 螺旋板式換熱器的計算； 第四章 螺旋板強度、撓度計算與校核； 第五章 螺旋板換熱器的結構尺寸及加工方法；  2 設計方案的確定 設計方案的確定包括熱交換器類型的選擇、流道的布置、流速的選擇和最合適出口溫度的確定。 2.1螺旋板式換熱器的選型和流道布置 ⑴ 當流量小時，如果是液-液換熱或氣體換熱或蒸汽冷凝，可選Ⅰ型或Ⅱ型結構。也就是說，這兩種流體都是螺旋狀流動的，一般是將冷流體從外圍流向中心，熱流體從中心流向外圍逆流。 ⑵ 如果兩種流體的流速相差很大，例如氣體的冷卻或加熱、蒸汽冷凝或用作再沸器時，可以選擇類Ⅲ型結構。小流量流體螺旋流動，而大流量流體軸向流動。例如，當用于冷凝時，蒸汽從頂部進入，冷凝物從底部排出，冷流從外圍流動并以螺旋方向流動。從中心流出。 2.2流速的選擇 根據流體種類的不同，選擇了標準流體在直管或盤管中的常用流量范圍。 因為螺旋通道通常相對較長并且沿著路徑具有大的阻力，所以當選擇流速時，只有流體能夠在通道中形成湍流，并且沒有必要追求過大的流速。這不僅可以提高對流傳熱膜的系數，還可以降低流體阻力損失和功耗。 2.3螺旋中心直徑和螺旋板寬度的選擇 換熱器的結構類型確定后，可根據標準系列和規(guī)格進行選擇。 2.4最合適的出口溫度設置 在熱交換器的設計中，通常規(guī)定待處理材料的入口和出口溫度，設計者可以根據情況選擇加熱劑或冷卻劑。發(fā)熱劑和冷卻劑的初始溫度通常由熱源決定，但最終溫度（出口溫度）可由設計者適當選擇。例如，當選擇冷水作為材料的冷卻劑時，如果出口溫度較低，耗水量大，運行成本高，但傳熱的平均溫差較大，因此所需的傳熱面積較小，設備成本也較低。冷卻水最經濟的出口溫度應根據冷卻水消耗成本和冷卻設備投資成本的最小總和來確定。此外，在選擇河水作為冷卻劑時，出口溫度不應超過50℃，否則水垢會顯著增加，應予以注意。 2.5確定設計方案原則 ⑴ 滿足工藝和操作要求。設計的工藝和設備必須首先確保質量和穩(wěn)定運行，這需要配備必要的閥門和計量儀器。在確定方案時，沒有必要采取任何措施來調整各種流體的流速、溫度和壓力變化。如果設備出現故障，維護應該是方便的。 ⑵ 確保生產安全。如果有燃燒、中毒、爆炸、燙傷等危險，在工藝流程和操作中，必須考慮必要的安全措施。另一個例子是設備材料強度的檢查計算。除了根據規(guī)定具有一定的安全系數外，還應考慮防止安全閥因設備中壓力突然升高或真空而被安裝。以上所述都是確保安全生產所必需的。 ⑶ 滿足經濟要求。在確定某些操作指標、選擇設備類型和儀器配置時，了解經濟核算的觀點，不僅能滿足技術和操作的要求，而且施工簡單、材料來源容易、成本低。如果可以利用余熱，就必須盡可能節(jié)約熱能，充分利用熱能，或者采取適當措施降低成本。 設計計劃可能無法一次很好地決定，需要以后修改。但是，物料循環(huán)路線和運行指標的變化會對以后的計算產生影響。因此，在第一次做決定時最好仔細考慮。  3 螺旋板式換熱器的計算 3.1 傳熱工藝的計算 取一生活中的實際問題。將21.6 m3/h(0.006 m3/s)的水溶液從75℃冷卻到30℃，冷卻水入口溫度為25℃，冷卻水量為48.6 m3/h（0.0135 m3/s）。換熱器設計壓力為1.0MPa。 3.1.1傳熱量Q 已知水溶液流量為V=0.006m3/s,人口溫度T1= 75℃; 出口溫度T2=30℃，定 性溫度 Tc=T1+T22 1 =75+302=52.5℃ 在此定性溫度下，水溶液的物理參數為 μ1=0.55×10-3Pa?s r1= 1000kg/m3 Cp1= 4186J/kg?℃ λ1=0.65W/m?℃ Q=WCp1（T1+T2)= Vr1 Cp1（T1+T2) (2) 將數據代入公式(2)計算 Q=0.006×1000×4180×75-30=1128600W 3.1.2. 冷卻水出口溫度 t2=t1+QW2Cp2 (3) 已知 t1=25℃， Cp2=4186J/kg?C，V2=0.0135m3/s 將上述數據代入公式(3)可得 t2=45℃ 定性溫度 tc=t1+t22=25+452=35℃ 在此定性溫度下，水的物理參數為 μ2=0.723×10-3Pa?s r2= 995.3kg/m3 Cp2= 4186J/kg?℃ λ2=0.622W/m?℃ 3.1.3.螺旋通道截面積與當量直徑de的計算 ①熱程通道。設水溶液流速為 ω1=0.6m/s 求出通道截面積F1 F1=Vω1 (4) =0.0060.6=0.01m2 選取螺旋板寬度 H=1m 通道寬度 b1=F1H (5) =0.011=0.01m 當量直徑 de1=2Hb1H+b1 (6) =2×1×0.011+0.01=0.0198m ②冷程通道。設水流速為 ω2=1.35m/s 求出通道截面積F1 F2=Vω2=0.01351.35=0.01m2 通道寬度 b2=F2H=0.011=0.01m 當量直徑 de2=2Hb2H+b2=2×1×0.011+0.01=0.0198m 3.1.4.雷諾數Re和普蘭特數Pr ①熱程通道 Re=de1ω1r1μ1 (7) 將已知數據代入公式(6)可得 Re1=0.0198×0.6×10000.55×10-3=21600 Pr1=Cp1μ1λ1 (8) 將已知數據代入公式(7)可得 Pr1=4186×0.55×10-30.65=3.54 ②冷程通道，將已知數據代入公式(6) (7)中得 Re2=0.0198×1.35×995.30.723×10-3=36797 Pr1=4186×0.723×10-30.622=3.54 3.1.5.給熱系數α的計算 兩種介質的雷諾準數Re均大于60000，即均在端流范圍內，用以下公式計算 α=0.023λde1+3.54deDmRe0.8Prm (9) ①熱程通道 中心管直徑 d=300mm 螺旋體外徑 D0=1100mm 平均直徑 Dm=d+D02 (10) =0.7m 對被冷卻介質 m=0.3 將已知數據代入公式(9)可得 αh=0.023×0.650.0198×1+3.54×0.01980.7×216000.8×3.540.3 =3562W/m2?℃ ②冷程通道 對被冷卻介質 m=0.4 αc=0.023×0.650.0198×1+3.54×0.01980.7×367970.8×4.870.4 =7032W/m2?℃ 3.1.6.總傳熱系數K 應用由串聯(lián)熱阻推導出的計算公式 1K=1αh+δλ+1αc+r1+r2 (11) K=11αh+δλ+1αc+r1+r2 (12) 螺旋板材質選取不銹鋼，板厚δ=2mm 導熱系數 λ=17.4W/m?℃ 污垢熱阻選取 r1=r2=1.5×10-4m2?℃/W 將αh、αc、δ、λ、r1、r2代入公式(12)，得 K=113526+0.00217.4+17032+1.5×10-4+1.5×10-4 = 1189 W/m2?℃ 3.1.7.對數平均溫度差?tm 全逆流 ?tm=T1-t1-T2-t2lnT1-t1T2-t2 (13) 已知T1=75℃，T2=30℃，t1=25℃，t2=45℃ 將上述數據代入公式(13)可得 ?tm=13.95℃ 3.1.8.傳熱面積 已知傳熱量 Q=1128600W 由傳熱方程 Q=KF?tm (14) F=QK?tm (15) 將已知數據Q、K、?tm代入方程式(15)，可得 F=11286001189×13.95=68m2 取 F=70m2 3.1.9.螺旋通道的計算 L=F2H (16) H=1m L=35m 3.1.10.螺旋圈數n和螺旋體外徑D0的驗算 已知螺旋體中心直徑d=0.3m，板厚δ=0.002m，L=35m ，b1=b2=0.01m 等通道寬度的螺旋圈數按下面公式 n=-d0+d02+8Lπb1+δ2b1+δ (17) n=-0.3+0.09+8×35π0.01+0.0022×0.01+0.002=32.37 螺旋體外徑D0 D0=d+2n+1b1+δ (18) =1.089 前面已知螺旋體直徑 D0=1.1m 1.1-1.0891.1=0.01 即1％，螺旋體外徑可行 3.2.壓差?p的計算 由于沒有更精確的公式來計算螺旋板式換熱器的流體壓降，因此采用大連理工學院等單位推薦的公式來進行計算 ?p=Lde×0.365Re0.25+0.0153Ln0+4rω22 (19) 設定矩柱間距t=0.08m， 螺旋通道長度L=35m 熱程通道壓差 ?ph=350.0198×0.365216000.25+0.0153×35×181+4×1000×0.622 =27746Pa 冷程通道壓差 ?pc=350.0198×0.365367970.25+0.0153×35×181+4×1000×1.3522 =134418Pa  4 螺旋板強度、撓度計算與校核 4.1強度計算 按下面公式進行計算 pD=r0Cδ2t2σ (20) 已知D0=1.1m ，H=1m，δ=0.002m 換熱器操作壓力 p=0.45MPa 其設計壓力 pD=1.1p=0.5MPa 選取Q235鋼作為螺旋板材料，σs=235MPa，ns=1.6 σ=σsns=146.9MPa 曲率影響系數 r0=1+0.96×1.28-2R =1.17 定矩柱間距t按下式 t≤r0Cδ2pDσ (21) 采用定矩柱，C=4.7 將數據代入公式(21)，得 t≤1.17×4.7×0.220.5×146.9=8.04cm≈80mm 采用定矩泡，C=5.36 t≤1.17×5.36×0.221.1×128.1=8.58cm≈86mm 經過上述計算，取定矩柱t=80mm 4.2螺旋板撓度 撓度公式 y=β0pt4Eδ3121-v2 (22) 已知v=0.3，E=2.03×105MPa，p=0.5MPa 對于定矩柱β0=0.00638 將數據代入(22)計算，得 y=0.00638×0.5×0.084×12×0.912.03×105×0.0023 =8.878×10-4=0.88mm 對于定矩泡β0=0.00681 將數據代入計算，得 y=0.00681×1.1×0.054×12×0.912.03×105×0.0023 =9.386×10-4=0.94mm 4.3校核螺旋板換熱器的穩(wěn)定性 螺旋板是螺旋板換熱器的主要壓縮元件。一系列間隔柱支撐著相鄰的螺旋板。當熱交換器工作時，螺旋板受到高壓蒸汽或液體的作用。當螺旋板凸面上的壓力達到臨界值時，它們會突然失去平衡、失去穩(wěn)定性和彎曲。螺旋板變得不穩(wěn)定后，其承載能力將大大降低，導致結構的突然損壞。因此，分析螺旋板的穩(wěn)定性并確定其臨界荷載是工程設計中的一個重要問題。非鋼薄壁圓筒或殼體在外部壓力下存在穩(wěn)定性，其穩(wěn)定性破壞先于強度破壞。穩(wěn)定性計算是外壓容器設計中的主要考慮因素。 已知數據可知，板寬H=1m 板厚δ=0.002m,螺旋板曲率半徑R=0.55m 計算定矩柱間距 t,=1.764H2Rδ (23) =1.76×41×0.55×0.002 =0.32m=320mm 由強度計算 t=80mm 因為t

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