换热器设计手册 第4卷 换热器的机械设计PDF电子书下载

4.1基本力学原理 1

4.1.1引言 1

A．载荷与应力 1

目录 1

B．零部件结构 2

C．所考虑的几种破坏模式 3

2.8.4板式换热器的成本概算 5

4.1.2分析方法 6

A．弹性分析 6

B．塑性分析 7

C．非对称性载荷 7

B．球形（半球形）壳体 15

A．引言 15

4.1.3壳体 15

A．圆柱形壳体 15

C．锥形壳体 16

D．环形管 17

E．热应力 17

4.1.4管板 17

A．等效板 18

B．未开孔板的应力和端部角位移（发夹式换热器） 18

C．管子衔接在一起的板（箱式换热器和浮头换热器） 20

D．孔板的应力 21

E．热应力 22

4.1.6伸缩性接头 23

4.1.5管 23

4.1.7法兰 24

4.1.8封头、开口和支管 25

A．封头 25

B．开口和支管 25

A．TEMA 29

4.2.2设计与结构标准 29

4.2.1引言 29

4.2壳管换热器的结构要素 29

B．类型名称 31

4.2.3壳管换热器的类型 31

A．引言 31

C．尺寸标记 31

B．固定管板或固定头换热器（L，M或N型） 33

C．U形管换热器或发夹式换热器（U型） 34

D．对开后环浮头换热器（s型） 35

E．穿通型浮头换热器（T型） 36

F．密封套环浮头换热器（W型） 37

G．外密封浮头换热器（P型） 38

H．卡特型再沸器 38

I．冷却器 39

K．插管式换热器 40

J．双管束蒸发器 40

L．双管板式换热器 42

B．螺纹连接通道型封头（A型或L型） 43

C．焊接通道型封头（C型或N型） 43

D．帽罩式封头（B型或M型） 43

E．螺栓连接的锥型封头 43

A．引言 43

4.2.4封头的类型 43

F．高压型封头 44

4.2.5热设计的特点 45

A．管 45

B．管侧程 48

C．折流板 49

D．管束最大直径 56

E．管数 56

F．壳体接管布局 57

G．流体的输送方式 65

4.2.6关于机械设计和制造的特点 65

A．圆柱筒 65

B．封头 66

C．接管 67

D．法兰 68

E．管板 70

F．管端部的连接 71

G．膨胀波纹管 76

H．水压试验 77

A．引言 80

4.3.1机械设计标准 80

4.3壳管换热器的机械设计标准评述 80

B．ASME锅炉和压力容器标准的第八章第一节 81

C．TEMA：管式换热器制造商协会标准 81

4.3.2美国、英国和联邦德国设计标准索引 82

D．BS5500：英国熔焊式压力容器标准规范 82

F．国际标准 82

E.A.D.Merkblatter：联邦德国压力容器规范 82

A．圆筒形壳体和管箱 83

B．换热管 85

C．圆锥形壳体 85

D．碟形封头 86

E．平盖 88

F．浮头 89

G．法兰 90

H．支座 92

I．管板 93

J．接管 96

K．壳体膨胀节 99

4.3.3设计标准的分析基础 100

A．圆筒形壳体 100

B．换热管 100

C．圆锥形壳体 100

D．碟形封头 100

E、平盖 100

I．管板 101

J．接管 101

H．支座 101

G．法兰 101

F．浮头 101

K．壳体膨胀节 102

B．圆筒形壳体的外压 102

4.3.4主要标准的比较 102

A．应力 102

C．管板 103

D．法兰 104

E．接管 104

F．平盖 105

4.3.5有关国家标准实用指南 105

A美国容器标准指南——ASME第八章笫—节 106

B．英国容器规范指南——BS5500 107

C．联邦德国容器规范指南——A.D.Merkblatter 108

D．荷兰容器规范指南——Stomwezen 109

E．法国容器规范指南——SNCT 110

F．意大利容器规范指南——ANCC 111

G．日本标准容器制造指南——JIS-B8243 112

H．日本高压气体控制法规指南 113

4.3.6设计实例：浮头式换热器TEMA型号AJS 115

B．浮头盖 117

C．圆筒形壳体 121

D．换热管 122

E．法兰 123

F．壳体盖（碟形封头） 130

G管箱盖 130

H．管板 131

i．接管和接管补强 133

J．不受压构件 136

K．工程图 139

4.3.6节符号表 140

4.4换热器机械设计的—般方法 144

4.4.1空冷换热器的机械设计 144

A．引言 144

B．空冷换热器的类型 144

C．各部件名称 145

D．部件 148

E构架的设计因素 150

F．寒冷气候和粘滞流体情况下的设计 151

4.4.2板式换热器的机械设计 151

A．引言 151

B．板式结构的特点 152

C．传热板的布置 153

D．传热板的设计特点 153

E．密封垫的设计及其性能 155

F．传热板的材料及其冲压性能 156

G．框架结构 156

H．框架受力分析 158

I．总结 159

4.4.3板翅式换热器 160

A．板翅－板翅结构 161

B．流量分配器（导流器） 165

C．钎焊 165

D．板翅－管结构 166

E．材料 169

F．机械强度设计 169

A．引言 170

G．使用限制 170

H．技术现状 170

44.4其它类型换热器 170

B．套管式 171

C．浸没式 171

D．夹克式 174

E．组块式 174

F．螺旋板式 176

G．刮面式和螺杆式 177

H．直接接触式 178

I．缠绕管式 180

J．热管 181

4.5结构材料及其腐蚀 183

4.5.1引言 183

4.5.2结构材料 183

A．型材产品 184

B．无腐蚀性设备用的材料 184

C．腐蚀性设备用的材料 185

4.5.3腐蚀和其它类型的损坏 190

A．机械诱发损坏 190

B．特定的失效模式 193

4.6流动诱发振动 197

4.6.1引言 197

4.6.2管束的振动特性 198

A．直管的固有频率 198

B．U形管的固有频率 201

C．管子振动的振幅 201

C．泄漏和旁路流速度 202

B．平行流速度 202

D．系统阻尼 202

4.6.3壳管式换热器中的壳侧流速 202

A．交叉流速度 202

D．进出口速度 203

E．旋转速度 203

4.6.4流动诱发振动现象 203

A．旋涡分离 203

B．湍流撞振 204

C．．流体弹性绕振 204

D．平行流涡流的形成 205

E．声振 206

F．复合现象 206

C．振动与破坏的关系 207

D．预示值同实验数据比较 207

B．二次校验 207

A．初步校验 207

4.6.5振动预示程序 207

4.6.6设计考虑 208

A．纠正预估振动问题的设计更改 208

B．发现振动问题的解决办法 208

4.7测试与检验 210

47.1检验、试验和审批的目的 210

4.7.2原材料 211

4.7.3焊接 211

47.4检验步骤 211

A．引言 212

B．板材 212

4.7.6无损探伤检验 212

4.7.5安全法规 212

C．焊接试验 213

D．主缝 213

E．分岔焊接 213

F．管与管板焊接 213

G．加压试验（超压试验） 213

H．验证试验 213

I．泄漏试验 213

4.7.7合格证 214

4.7.8配件 214

4.7.9清洁与贮存 214

4.7.10备货和发货 215

4.8换热器的成本概算 215

B．壳体尺寸的估算 216

4.8.1引言 216

A．引言 216

4.8.2壳管式换热器的成本概算 216

C．基本成本 217

D．设计温度和压强 217

E．结构和挡板布局的影响 217

F．结构材料 219

G．管壳类型的影响 220

H．实例 221

4.8.3空冷器的成本计算 222

A．引言 225

B．与壳管式换热器的价格比较 226