螺旋板式换热器的设计(2)

【16】卿德藩.段小林.刘尹红扭曲扁管在蒸发器中的运行特性实验研究[期刊论文]-化学工程 2008(7)

【17】高鹏.王晨.桑芝富螺旋扁管换热器温度串级模糊控制试验研究[期刊论文]-石油机械 2008(11)

【18】卿德藩.邹家柱螺旋扁管冷凝器强化传热评价与应用[期刊论文]-流体机械 2007(1)

【19】lncropera and de Witt, Fundamentals of heat and mass transfer, Wiley ed., (1990).

【20】J. F. Durastanti, Mod61isation d'un systhme thermique complexe: la centrale THEK 2, Th~sede doctorat de l'Universit6 de Provence, (1985).

【21】Zienkiewicz and Morgan, Finite elements and approximation, Wiley ed., (1983).

【22】Sedriks, A.J.: Stress corrosion cracking of stainless steels. In:Stress corrosion cracking. ASM, Materials Park (1992)

【23】 1.V. Ya. Gal'tsov and V. M. Korotaev，Author'sCertificateNo.370444,Otkrytiya,Izobreteniya,Promyshiennye Obraztsy,Tovarnye Znaki, No. 11 (2006).

4 国内外研究现状和发展趋势

4.1 国内换热器研究现状

我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。换热器的应用广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽机装置中的航天火箭上的冷却器等，都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。他的主要功能是保证工艺过程对戒指所要求的待定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器即可是一种单元设备，如加热器、冷却器等，也可是工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备，根据统计，热交换热的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%，其重要性可想而知。

4.2 国外研究现状

美国传热研究（Heat Transfer Research Inc.）即HTRI，是1962年发起组建的一个国际性、非赢利的合作研究机构，会员数百家，遍及全球，取得了大量

6

的研究成果，积累了换热器设计的丰富经验，在传热机理、两相流、振动、污垢、模拟及测试技术方面作出了巨大贡献。近年来，该公司在计算机应用软件开发上发展很快，所开发的网络优化软件、各种换热器工艺设计软件计算精度准确，不仅节省了人力，提高了效率，而且提高了技术经济性能。目前国内有近20家成为HTRI会员。

英国传热及流体服务中心（Heat Transfer andFluid Flow Service）即HTFS，于1967年成立，隶属于英国原子能管理局。该中心有会员数百家，长期从事传热与流体课题的研究，所积累的经验和研究成果不仅广泛用于原子能工业，而且用于一般工业。它最大特点是与各大学和企业合作，进行专门的课题研究，研究成果显着。在传热与流体计算上更精确，开发的HTFS、TASC各类换热器微机计算软件备受欢迎，国内有30多家企业成为会员。

4.3 发展趋势

在二十世纪初，对于管壳式换热器的开发设计就被科学家提出，当时对于这种新型的换热设备开发设计的目的是为了满足大型电厂对在较高压力操作环境下运行的需要。经过近一个世纪的发展，对于管壳式换热器设计生产制造已经有了质的飞跃，其已经拥有比较完善的设计和生产加工方法，同时其工作性能可以较好地满足各种工艺需要。其中Bell-Delaware设计和Tinker的流路分析法是工艺设计领域地位最高的两种方法。

但是，随着高科技手段在换热设备之中不断引入，对于换热器在特殊环境下的适应性的要求越来越高，而且对于设备本身的结构设计要求越来越苛刻，但是管壳式换热器所具备的优势越趋明显，因为其本身的设计初衷就是为了满足在这些苛刻的工作条件。换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计,在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30%,在炼油厂中占全部工艺设备的40%左右,海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明,虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64%。新型换热元件与高效换热器开发研究的结果表明,列管式换热器已进入一个新的研究时期,无论是换热器传热管件,还是壳程的折流结构都比传统的管壳式换热器有了较大的改变,其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。

5 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思

7

路

5.1 毕业设计(论文)应完成的主要内容

1）换热器发展概述 2）方案设计 3）换热计算 4）结构设计

5）换热性能预测及分析 6）壳体的有限元分析

5.2 毕业设计(论文)应知的研究方向

5.2.1 旋风除尘器的优点

换热器传热与流体流动计算的准确性，取决于物性模拟的准确性。因此，物性模拟一直为传热界重点研究课题之一，特别是两相流物性模拟。两相流的物性基础来源于实验室实际工况的模拟，这恰恰是与实际工况差别的体现。实验室模拟实际工况很复杂，准确性主要体现与实际工况的差别。纯组分介质的物性数据基本上准确，但油气组成物的数据就与实际工况相差较大，特别是带有固体颗粒的流体模拟更复杂。为此，要求物性模拟在实验手段上更加先进，测试的准确率更高。从而使换热器计算更精确，材料更节省。物性模拟将代表换热器的经济技术水平。

5.2.2 分析设计的研究

分析设计是近代发展的一门新兴学科，美国ANSYS软件技术一直处于国际领先技术，通过分析设计可以得到流体的流动分布场，也可以将温度场模拟出来，这无疑给流路分析法技术带来发展，同时也给常规强度计算带来更准确、更便捷的手段。在超常规强度计算中，可模拟出应力的分布图，使常规方法无法得到的计算结果能更方便、快捷、准确地得到，使换热器更加安全可靠。这一技术随着计算机应用的发展，将带来技术水平的飞跃。将会逐步取代强度试验，摆脱实验室繁重的劳动强度。 5.2.3 大型化及能耗研究

换热器将随装置的大型化而大型化，直径将超过5m，传热面积将达到单位10000m2，紧凑型换热器将越来越受欢迎。板壳式换热器、折流杆换热器、板翅式换热器、板式空冷器将得到发展，振动损失将逐渐克服，高温、高压、安全、可靠的换热器结构将朝着结构简单、制造方便、重量轻发展。随着全球水资源的

8

紧张，循环水将被新的冷却介质取代，循环将被新型、高效的空冷器所取代。保温绝热技术的发展，热量损失将减少到目前的50％以下。 5.2.4 强化技术研究

各种新型、高效换热器逐步取代现有常规产品。电场动力效应强化传热技术、添加物强化沸腾传热技术、通入惰性气体强化传热技术、滴状冷凝技术、微生物传热技术、磁场动力传热技术将会在新的世纪得到研究和发展。同心管换热器、高温喷流式换热器、印刷线路板换热器、穿孔板换热器、微尺度换热器、微通道换热器、流化床换热器、新能源换热器将在工业领域及其它领域得到研究和应用。 5.2.5 新材料研究

材料将朝着强度高、制造工艺简单、防腐效果好、重量轻的方向发展。随着稀有金属价格的下降，钛、钽、锆等稀有金属使用量将扩大，CrMo钢材料将实现不预热和后热的方向发展。 5.2.6 控制结垢及腐蚀的研究

国内污垢数据基本上是20世纪60～70年代从国外照搬而来。四十年来，污垢研究技术发展缓慢。随着节能、增效要求的提高，污垢研究将会受到国家的重视和投入。通过对污垢形成的机理、生长速度、影响因素的研究，预测污垢曲线，从而控制结垢，这对传热效率的提高将带来重大的突破。保证装置低能耗、长周期运行，超声防垢技术将得到大力发展。腐蚀技术的研究将会有所突破，低成本的防腐涂层特别是金属防腐镀层技术将得到发展，电化学防腐技术成为主导。

6 完成毕业设计所必备的工作条件及解决办法

6.1 完成毕业设计所需的工作条件

复习大学四年所学的有关力学和过程装备及计算机等专业知识，学习有关换热器及其各个零件的加工、制造和装配知识，结合三次生产实习及实践和市场考察，充分了解与换热器有关的设计知识，通过科学的组织调研，计算分析，设计，绘图，从而把方案设想转化为设计思路及方法，可以加工为产业产品。

6.2 工具书与计算机辅助设计软件

化工设计手册和化工汉英词典、AutoCAD2007 Solidworks ANSYS 等等计算机辅助软件。

7 工作的主要阶段、进度，与时间安排

第一周 3月15-21日 选题，定毕业设计

9

第二周 3月22-28日 查找资料，外文翻译 第三周 4月1-18日 写开题报告

第四周 4月19-26日 撰写开题报告找老师修改 第五周 4月27-30日 螺旋换热器的设计 第六周 5月1-6日 螺旋换热器的设计 第七周 5月7-14日 螺旋换热器的设计 第八周 5月15-20日 学习相关软件 第九周 5月21-25日 做出设计方案 第十周 5月26-30日 绘制零件图与装备图 第十一周 6月1-5日 撰写毕业论文并修改 第十二周 写毕业论文及修改审查

8 指导老师审查意见

长江大学毕业设计指导教师评审意见

学生姓名 10

专业班级 装备10901班

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库螺旋板式换热器的设计(2)在线全文阅读。