螺旋板式换热器设计+CAD图纸(2)
3.2.2 水的物性参数 13
3.3 选型 13
3.4 方案一 13
3.5 方案二 17
3.6 方案三 19
3.7 方案四 21
3.8 对数平均温差 22
3.9 传热面积 22
4螺旋板式器的材料尺寸计算 24
4.1 每块螺旋板有效长度Le 24
4.2 螺旋板圈数及下料尺寸 24
4.3 热交换器外径D 25
5 换热器流动阻力计算 26
6 螺旋板的强度计算和校核 27
6.1 偏心距e 27
6.2 定距柱的间距t 27
6.3 定距柱的排列方式 27
6.4 螺旋板外圈板计算厚度 29
6.5 倒锥端盖设计 29
6.5.1 基础板厚 29
6.5.2 圆环筋厚度、高度 30
6.5.3 内外锥厚度、高度 30
6.6 水压试验压力应力校核（按GB150-1998《钢制压力容器》） 30
7 换热器结构设计 32
7.1 垫片 32
7.2 法兰 33
7.3 螺栓 33
8 制造、检验总则 34
致谢 35
参考文献 36
1绪论
1.1 本课题的背景
世界能源危机有力地促进了传热强化技术的发展。为了节能降耗，提高工业生产经济效益，开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备具有重要意义。因为随着能源的短缺，可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小。同时，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高。
目前换热器发展的基本趋势是：提高传热效率，提高紧凑性，降低材料消耗，增强承受高温、高压、超低温以及耐腐蚀能力，保证互换性及扩大容量的灵活性。而高效紧凑式换热器由于换热效率高和体积小等优点，受到石化、轻工、医药和食品等工业企业的高度重视。因此如何设计开发高效紧凑的新型换热器，成为国内外研究者和制造厂家关注的热点之一，其中螺旋板式换热器由于其独特的优点成为人们首选的换热器形式之一[7]。
1.2 课题研究目的
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断发展和能源问题的日益严重，必然带来更多的高性能、高参数换热设备的需求。换热器作为一种通用换热设备在食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等工业部门得到广泛的应用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%，换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的35%~40%。其中螺旋板式换热器作为新型高效紧凑换热器尤为突出，适用汽一汽、汽一液、液一液，对液传热。是发展较早的一种板式换热器，不用管材，价格比较便宜，其传热系数大，结构紧凑，不易结垢，容易清洗。该换热器主要由两张平行的薄钢板卷制成，构成一对互相隔开的螺旋形通道，冷、热两流体以螺旋形板面为传热面相间流动。在换热器中心设有中心隔板，使两个螺旋通道隔开，一般有一对进、出口设在圆周边上，而另一对进、出口则设在中心的圆鼓上[1]。
换热器是石油、化工、制冷、冶金及动力等工业生产过程的主要工艺设备之一，有资料表明在我国全部换热器产量中管壳式换热器约占80%以上，管壳式换热器问世将近一百多年来，已经积累了大量的设计资料和操作运行数据，其结构特性、传热特性和流体动力特性的计算已经形成了一套比较完善的方法，继续依靠传统的化工工艺计算提高其传热效率，包括根据实验室试验研究和生产现场测量标定的数据反馈，对现有经验公式、设计模型以及数据图表等所进行的局部修正以及综合考虑各种影响因素在内的优化，其发展空间已经趋于饱和。因此近年来国内外对传统管壳式换热技术的改进，集中在开发研究新一代强化传热方法上，以更好地满足不同使用场合对管壳式换热器的性能要求。如在壳程采用折流杆、折流环以及螺旋折流板等支撑结构；在管程开发各种类型的翅片管、螺纹管等强化传热换热管和增加螺旋铁等内扰流结构。
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