《换热器及配管的设计》求取 ⇩

第1章 化工设备设计1

1.1 化工设备的分类1

1.2 化工设备设计步骤2

1.3 工厂设备总体设计步骤3

1.4 化工设备的强度设计4

1.4.1 化工设备强度设计的基本原则4

1.4.2 压力容器的规范和标准5

1.4.3 设计压力、工作压力、最大许用压力、设计温度、设计载荷、风载荷、地震载荷6

1.4.4 许用应力8

1.5 内压容器的强度设计12

1.5.1 日本劳动省压力容器结构及JIS压力容器结构中的内压容器的强度设计12

1.5.2 按压气体管理法进行内压容器的强度设计22

1.6 细长杆或薄壁圆筒受轴向压缩的失稳23

1.6.1 细长杆失稳的欧拉公式23

1.6.2 压杆失稳的经验公式24

1.7.1 安文公式及索斯维尔公式25

1.7 薄壁圆筒受径向外压作用时因周向压应力引起的失稳(外压容器的强度设计)25

1.6.3 薄壁圆筒受轴向压缩的失稳25

1.7.2 外压圆筒按JIS B8243--1977压力容器结构的强度计算27

1.7.3 按JIS B8243--1977压力容器结构绘制的外压圆筒容器壳体的强度计算图表28

1.7.4 外压圆筒容器壳体的加强圈40

1.7.5 受外压的球形壳体42

1.7.6 凸面受压的封头、圆锥形壳体43

1.8 螺栓联接法兰的强度设计46

1.8.1 螺栓联接法兰的结构形式46

1.8.2 螺栓联接法兰的强度计算47

1.8.3 JIS标准法兰的应用58

1.8.4 非JIS标准法兰的设计，法兰概略尺寸的假定63

1.9 开孔补强69

1.9.1 补强件的最小截面面积Ap69

1.9.2 补强的有效范围L×H70

1.9.3 补强有效截面面积70

1.10 管板的强度设计71

1.10.1 不带支柱的管板71

1.10.2 带支柱的管板73

1.10.4 传热管在管板上的安装74

1.10.3 支柱的最小截面积A74

1.11 固定管板式换热器壳体膨胀节的设计75

1.11.1 固定管板式换热器壳体是否要装膨胀节的讨论75

1.11.2 固定管板式换热器壳体膨胀节中产生的应力77

1.12 塔罐类支撑结构的强度设计78

1.12.1 立式塔罐的支撑结构78

1.12.2 圆筒形卧式塔罐(包括圆筒形管壳式换热器)的鞍型支座80

第2章 配管设计84

2.1 管路系统元件84

2.1.1 管84

2.1.2 管接头、阀门、龙头86

2.2 配管设计图94

2.2.1 配管图面设计94

2.2.2 配管尺寸95

2.3.1 层流、紊流和雷诺数97

2.3.2 圆管摩擦损失97

2.3 配管管路中的压力损失97

2.3.3 非圆截面管路的摩擦损失101

2.3.4 管路入口、弯曲管路、截面变化、阀及管路出口等处的损失101

2.4 配管的设计载荷104

2.5 配管支承装置的设计107

2.5.1 管路支架和支撑结构107

2.5.2 塔架(塔形桁架结构)的解法108

2.5.3 管支架(门形框架结构)的解法110

2.6.1 是否有必要详细分析配管热应力的判断方法115

2.6 配管中的热应力115

2.6.2 详细计算配管热应力的方法126

2.6.3 配管热应力的简易计算法136

2.6.4 沿管的轴向或垂直于轴向受有载荷作用的弯管的变形和弯曲应力138

2.6.5 为减少热应力而设置于直管一端的弯管尺寸的确定方法140

2.7 膨胀节145

2.8 配管安装时因制造误差引起的装配应力145

3.1.2 换热器的操作目的148

3.1.1 换热器的定义148

3.1 换热器的定义、操作目的、特征148

第3章 换热器设计148

3.1.3 换热器的特征(形式选定、设计、操作注意事项)149

3.2 换热器的种类152

3.2.1 按结构分类152

3.2.2 按用途分类152

3.2.3 按性能分类153

3.2.4 换热器形式的选定153

3.3 管壳式换热器的种类和结构154

3.3.1 固定管板式155

3.3.2 U形管式156

3.3.3 浮头式156

3.4 浮头式换热器的设计156

3.4.1 浮头式换热器的设计目的156

3.4.2 浮头式换热器的工艺设计160

(a)给定的处理条件160

(b)流体的流程的选定160

(c)管内流体的流速、管径和流量的设定161

(d)入口及出口温度、冷端温差、对数平均温差、有效温差163

(e)设计总传热系数UD的假设166

(f)所需传热面积A的计算169

(g)由传热面积A选定换热器的尺寸169

(h)管程边界膜传热系数ht的计算177

(i)管程压力损失？Pt的计算180

(j)壳程边界膜传热系数hs的计算181

(k)壳程压力损失？ps的计算184

3.4.4 浮头式换热器的生产设计186

(l)清洁总传热系数UC、污垢系数hD、设计总传热系数UD的计算186

3.4.3 浮头式换热器的结构设计186

3.4.5 浮头式换热器的保全设计189

3.4.6 浮头式换热器的材料设计191

3.4.7 浮头式换热器的强度设计195

(a)浮头式换热器工艺设计时给定的处理条件195

(b)浮头式换热器强度设计时给定的设计条件195

(c)浮头式换热器主体的强度设计195

(d)浮头式换热器法兰盘的强度计算197

(e)浮头式换热器接管的强度计算198

(f)浮头式换热器支撑结构的强度计算199

3.4.8 浮头式换热器的预算199

第4章 现有浮头式换热器的改进设计计算及工作流体、工作压力、工作温度的选择203

4.1 设计课题203

4.2 设计步骤203

4.3 所用材料和制造条件对工作流体、工作压力、工作温度的限制212

4.5 强度设计的计算214

4.4 流体流程的选定214

4.6 由强度设计计算选定工作流体、设计压力、设计温度(处理条件)239

4.7 对选定的处理条件进行工艺校核设计计算240

4.8 改变工作流体后的工艺校核设计计算244

第5章 按说明书给定的处理条件设计浮头式换热器250

5.1 设计课题250

5.2 设计步骤250

5.3.4 设计总传热系数的假定和传热面积的计算251

5.3.3 确定流体流程，假定管内流体速度251

5.3.1 热平衡251

5.3.2 有效温度差251

5.3 工艺设计251

5.3.5 根据传热面积选定换热器的尺寸252

5.3.6 边界膜传热系数的计算254

5.3.7 压力损失的计算254

5.3.8 总传热系数及污垢系数的计算254

5.4 结构设计、生产设计、保全设计、材料设计254

5.5 强度设计255

5.5.1 按内压容器计算255

5.5.2 按外压容器计算255

5.5.3 法兰的强度计算255

5.5.4 接管处的强度计算255

5.5.5 支承结构的强度计算257

5.6 预算261

6. 资料264

参考文献269