F180填料函式柴油機(jī)冷卻器設(shè)計(jì)含10張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip
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設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目
F180填料函式柴油機(jī)換熱器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專(zhuān)業(yè)
1 選題的目的與意義
節(jié)約能源是當(dāng)今世界的一種重要社會(huì)意識(shí),是指盡可能的減少能源的消耗、增加能源利用率的一系列行為。加強(qiáng)用能管理,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施,從能源生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié),降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費(fèi),有效、合理地利用能源。 《中國(guó)人民共和國(guó)節(jié)約能源法》指出節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開(kāi)發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略?!痹诟鲊?guó)下大力量尋找新的能源以及在節(jié)約能源上研究新途徑,換熱設(shè)備的研究受到世界各國(guó)政府以及研究機(jī)構(gòu)的高度重視,在研究投入大量資金、人力資源配備足夠的情況下,一批具有代表性的高效能換熱器和強(qiáng)化傳熱元件誕生。目前,在我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)換熱器受到普遍的重視,而換熱器的廣泛應(yīng)用性,決定了換熱器換熱性能的改善,設(shè)計(jì)理論的不斷創(chuàng)新[2],企業(yè)經(jīng)濟(jì)的收益和工業(yè)的飛速發(fā)發(fā)展,都具有一定的積極作用,為節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境有顯著的貢獻(xiàn)。
本課題所設(shè)計(jì)的是單殼程雙管外填料函式換熱器,填料函式換熱器這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與浮頭式換熱器相類(lèi)似,浮頭部分露在殼體以外,在浮頭與殼體的滑動(dòng)接觸面處采用填料函式密封結(jié)構(gòu)。由于采用填料函式密封結(jié)構(gòu),使得管束在殼體軸向可以自由伸縮,不會(huì)產(chǎn)生殼壁與管壁熱變形差而引起的熱應(yīng)力。其結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單,加工制造方便,節(jié)省材料,造價(jià)比較低廉,且管束從殼體內(nèi)可以抽出,管內(nèi)、管間都能進(jìn)行清洗,維修方便。
因填料處易產(chǎn)生泄漏,填料函式換熱器一般適用于4MPa以下的工作條件,且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì),使用溫度也受填料的物性限制。填料函式換熱器現(xiàn)在已很少采用。
課題任務(wù)書(shū)所給定設(shè)計(jì)參數(shù)如下:
管程介質(zhì):柴油 殼程介質(zhì):水
管程設(shè)計(jì)壓力:1.55MPa 殼程設(shè)計(jì)壓力:1.25MPa
管程設(shè)計(jì)溫度:185℃ 殼程設(shè)計(jì)溫度:80℃
腐蝕余量:自定 換熱面積:180m2
2 國(guó)內(nèi)、外發(fā)展情況
2.1 國(guó)內(nèi)情況
近年來(lái)國(guó)內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)換熱器的性能,提高傳熱效率,減少傳熱面積降低壓降,提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著的成績(jī)。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率,使企業(yè)成本降低,提高了效益。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展,“十一五”期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將保持年均7.5%的速度。而石化、鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè),將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭,這些行業(yè)的發(fā)展都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。
據(jù)統(tǒng)計(jì),在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中,換熱器的投資占全部投資的30%-40%,在熱 電廠(chǎng)中,如果把鍋爐也作為換熱設(shè)備,換熱器的投資約占電廠(chǎng)總投資的70%。由此可見(jiàn),換熱器的合理設(shè)計(jì)和良好運(yùn)行對(duì)企業(yè)節(jié)約資金、能源和空間都是十分重要的。如今能源危機(jī),為了節(jié)能降耗,提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,要求開(kāi)發(fā)適用于不同工業(yè)過(guò)程要求的高效換熱設(shè)備。這些年來(lái),換熱器的開(kāi)發(fā)與研究成為人關(guān)注的課題。大量的強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置,我國(guó)換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升,板式換熱器日漸崛起。與此同時(shí),近幾年,我國(guó)在大型管殼式換熱器、大直徑螺紋鎖緊環(huán) 高壓換熱器、高效節(jié)能板殼式換熱器、大型板式空氣預(yù)熱器方面也獲得了重大突破。 而且,隨著制造技術(shù)的進(jìn)步,強(qiáng)化傳熱元件的開(kāi)發(fā),使得新型高效換熱器的研究有了較大的發(fā)展,根據(jù)不同的工藝條件與換熱工況設(shè)計(jì)制造了不同結(jié)構(gòu)形式的新型換熱器,并已在化工、煉油、石油化工、制冷、空分及制藥各行業(yè)得到應(yīng)用與推廣,取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 國(guó)外情況
由于制造工藝和技術(shù)水平的限制,早期的換熱器只能采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu),傳熱面積小、體積較大、笨重,如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展,管殼式換熱器的單位體積具有較大的傳熱面積,而且傳熱效果較好,長(zhǎng)期以來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。
20世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器,并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器,結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好。30年代初,瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國(guó)用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器,用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。30年代末,瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器,用于紙漿生產(chǎn)。在此期間,為解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題,人們對(duì)新型材料制成的換熱器開(kāi)始注意。
20世紀(jì)60年代,由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展,迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器,再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展,換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善,從而推動(dòng)了緊湊式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外,自20世紀(jì)60年代開(kāi)始,為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要,典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。20世紀(jì)70年代中期,為了強(qiáng)化傳熱,在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)出熱管式換熱器。
20世紀(jì)80年代后,大量的強(qiáng)化傳熱元件被推向市場(chǎng),如折流桿換熱器、新結(jié)構(gòu)高效換熱器、高效重沸器、高效冷凝器、雙殼程換熱器、板殼式換熱器、表面蒸發(fā)式空冷器等高效換熱器。
進(jìn)入21世紀(jì)后,大量的強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置,世界換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升,板式換熱器日漸崛起。
3 課題設(shè)計(jì)的主要步驟
3.1 準(zhǔn)備工作
到圖書(shū)館查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,了解單殼程雙管程外填料函式換熱器的基本原理,性能及其應(yīng)用。換熱器在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。了解設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ),技術(shù)路線(xiàn)及其意義。最后理清設(shè)計(jì)步驟。
3.2 材料選擇及主體、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
各零部件的材料選擇,選擇單殼程雙管程外填料函式換熱器的類(lèi)型與結(jié)構(gòu),操作條件的選擇和操作方式的選擇。單殼程雙管程外填料式換熱器的幾何設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3.3 強(qiáng)度計(jì)算與校核
計(jì)算單殼程雙管程外填料函式換熱器各部件的應(yīng)力大小檢驗(yàn)其強(qiáng)度是否在允許范圍內(nèi),按照國(guó)家壓力容器安全技術(shù)規(guī)定進(jìn)行計(jì)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(xiě)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繪圖軟件繪制出單殼程雙管程外填料函式換熱器的裝備圖及各個(gè)零件圖。
3.6 翻譯外文文獻(xiàn),編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
將外文文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯,并按要求編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。
4 課題的進(jìn)度安排
2月1日~2月13日:尋找與課題相關(guān)的參考書(shū)及文獻(xiàn)資料。
2月14日~3月1日:撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
3月2日~3月12日:查閱文獻(xiàn)資料,確定設(shè)計(jì)方案,開(kāi)始課題設(shè)計(jì)。
3月13日~4月3日:填料函式換熱器的幾何設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì),計(jì)算并校核。
4月4日~4月18日:選擇加工工藝,裝配過(guò)程,考慮安全防腐等細(xì)節(jié) 。
4月19日~5月5日:依據(jù)設(shè)計(jì)步驟繪制零件圖,裝配圖。
5月10日~5月21日:提交論文初稿,答辯前的準(zhǔn)備,交論文正式稿。
5月22日~5月27日:畢業(yè)答辯。
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