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(共30张PPT)
　　本篇在第1篇、第2篇的基础上 , 进一步讲述三种典型化工设备的机械设计的方法、步骤 , 直至完成设备的总装配图。本篇主要内容如下：
　　1. 以热交换器为例，在完成工艺设计的基础上，完成列管式热交换器的结构设计，壳体、封头的强度设计，管板、换热管、法兰、折流板、拉杆、定距管、管箱、接管、支座等标准的选用，同时能够对固定管板式热交换器进行温差应力的计算，最后通过一个设计例题进行机械设计的全面训练。
　　2. 以板式塔为例，在完成工艺设计的基础上，完成塔设备壳体、封头的强度设计，详细分析塔设备除操作压力以外的质量载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷等的计算方法，在考虑上述所有载荷的情况下，对塔体和裙座危险截面的强度和稳定性进行校核。讲述了板式塔、填料塔及裙式支座的结构。最后通过一个设计例题进行塔设备机械设计的全面训练。
　　3. 以搅拌器为主要线索，讲述搅拌器的型式及选型、搅拌器的功率、搅拌器结构设计、搅拌器的传动装置及搅拌轴，以及填料密封与机械密封。在第二篇容器设计知识的基础上，再掌握了这些知识，即具备了完成化工常用搅拌反应设备的机械设计的理论基础。
第 3 篇　典型化工设备的机械设计
　　7.1 概 述
　　7.2 换热管的选用及其与管板的连接
　　7.3 管板结构
　　7.4 折流板 、 支承板 、 旁路挡板及拦液板的作用与结构
　　7.5 温差应力
　　7.6 管箱与壳程接管
　　7.7 管壳式热交换器的机械设计举例
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管箱与壳程接管
7.6.1 管 箱
　　热交换器管内流体进出口的空间称为管箱 ( 或称流道室 )。 管箱结构应便于装拆 , 因为清洗 、 检修管子时需要拆下管箱 。 如图 7-38 所示结构为平盖结构 , 在清洗 、 检修时比较方便 。 如图 7-39 所示结构为用于可拆卸管束与管板制成一体的管箱 。 如图 7-40 所示结构为封头管箱 。 如图 7-41 所示结构为与管板制成一体的固定管板管箱 。
7.6.1 管 箱
7.6.2 壳程接管
　　壳程流体进出口的设计 , 直接影响换热器的传热效率和换热管的寿命 。 当加热蒸气或高速流体流入壳程时 , 对换热管会造成很大的冲刷 , 所以常将壳程接管在入口处加以扩大 , 即将接管做成喇叭形 , 这样起缓冲作用 , 如图 7-42 所示 , 或者在换热器进口 处 设 置 挡 板 , 其 结 构 如 图 7-43~ 图 7-45 所 示 。 如 图7-43(a) 所示结构为筒形 , 常称为导流筒 , 它可使加热蒸气或流体在靠近管板处才进入管束间 , 更充分地利用换热面积 , 目前常用这种结构来提高热交换器的换热能力 。
7.6.2 壳程接管
　　通常采用的挡板有圆形挡板和方形挡板 。 如图 7 - 44 所示为圆形挡板 , 为了减少流体阻力 , 挡板与热交换器壳壁的距离 a 不应太小 , 至少应保证此处流道截面积不小于流体进口接管的截面积 , 且距离 a 不小于 30 mm。 若 a 值太大也会妨碍换热管的排列 , 且减少传热面积 。 当需加入流体通道时 , 可在挡板上开些圆孔以增加流体通过的截面 。 图 7 - 45 是一种方形挡板 , 上面开了小孔以增加流体通过的截面 。
7.6.2 壳程接管
7.6.2 壳程接管
7.6.2 壳程接管
　　对于蒸气在壳程冷凝的立式热交换器或立式冷凝器 , 应尽量减少冷凝液在管板上的积留 , 以保证传热面的充分利用 , 故冷凝液的排出管 , 一般安装如图 7-46 所示的结构 。 此外 ,应在壳程尽可能高的位置 , 一般在上管板上 , 安装不凝性气体排出管 , 作为开车时的排气及运行中间歇地排出不凝性气体 。
7.6.2 壳程接管
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管壳式热交换器的机械设计举例
大连理工大学出版社
管壳式热交换器的机械设计举例
1 . 已知条件
　　(1) 介质压力
　　管程 : 半水煤气 工作压力 0.70 MPa 设计压力 1.0 MPa
壳程 : 变换气
　　工作压力 0.68 MPa 设计压力 1.0 MPa
　　 (2) 壳 、 管壁温差 50 ℃ , t t > t s
　　壳程介质温度为 220 ~ 300 ℃, 设计温度 300 ℃, 管程介质温度为 180 ~ 250 ℃, 设计温度 250 ℃。
　　(3) 由工艺计算求得换热面积为 130 m 2 。
管壳式热交换器的机械设计举例
2 . 计算
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
管壳式热交换器的机械设计举例
点此处查看：图7-52、表7-14、表7-15、表7-16

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