换热器1文献综述
换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。
换热器的发展已经有近百年的历史，被广泛应用在石油、化、冶金、电力、船舶、集中供热、制冷空调、机械、食品、制药等领域。
进入80 年代以来，由于制造技术、材料科学技术的不断进步和传热理论研究的不断完善，有关换热器的节能设计和应用越来越引起关注。按照用途来分：预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。按照制造热交换器的材料来分：金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式、逆流式、错流式、混流式。按照传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式等三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。
目前在发达的工业国家热回收率已达96 % ,换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的35 %～40 %。其中管壳式换热器仍然占绝对的优势, 约70 %。其余30 %为各类高效紧凑式换热器、新型热管和蓄热器等设备, 其中板式、板翅式、热管及各类高效传热元件的发展十分迅速。随着工业装置的大型化和高效率化, 换热器也趋于大型化, 并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。当今换热器的发展以CFD (Computational Fluid Dynamics) 、模型化技术、强化传热技
术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系。
管壳式换热器：
管壳式换热器又称为列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。目前，国内外工业生产中所用的换热设备中，管壳式换热器仍占主导地位，虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面不如其它新型换热设备，但它具有结构坚固，操作弹性大，适应性强，可靠程度高，选材范围广，处理能力大，能承受高温高压等特点，所以在工程中仍得到广泛应用。以下是几种常见的管壳式强化换热器。
螺旋槽管换热器，横纹管换热器，螺旋扁管换热器，螺旋扭曲管换热器，波纹管换热器，内翅片管换热器，缩放管换热器，波节管管
壳式换热器，三维内肋管换热器，管内插入物换热器。
折流杆式换热器
20 世纪70 年代初,美国菲利浦公司为了解决天然气流动振动问题,将管壳式换热器中的折流板改成杆式支撑结构,开发出折流杆换热器(图2) 。研究表明,这种换热器不但能防振,而且传热系数高。现在此种换热器广泛应用于单相沸腾和冷凝的各种工况。在后来出现了一种外导流筒折流杆换热器,此种换热近些年,又出现了直扁钢条支撑方式和波浪型扁钢支撑结构等新型支撑结构的折流杆换热器,如图3 和图4 。这些新结构除了增加有效换热面积外,更主要的是提高了对管子震动的抑制作用。
板式换热器
可拆式板式换热器
可拆式板式换热器是将薄的金属板片冲压成为凸凹状，周边张贴合成橡胶类的密封垫片。Laval公司的“按扣”式垫片，垫片直接扣压在板片上； GEA 公司的板片，板片槽口上窄底宽呈梯形，垫片与板片槽过盈配合将垫片压紧。开发无粘接剂连接垫片的技术，使板式换热器安装和维修的时间节约80％。我国板式换热器在20 世纪80 年代得到较大的发展，继四平板式换热器总厂、天津板式换热器厂开发单片面积2m2 后，1992 年邯郸板式换热器工贸公司试制成功国内最大的300MN 板片专用压机，单片面积已达2.7m2。可拆式板式换热器便于拆卸清洗，增减换热器面积灵活，在供热工程中使用较多。但是，一般的可拆卸式板式换热器由于本身结构的局限性，使用压力不超过2.5MPa，使用温度不超过250℃，此外还存在流体与密封垫片的相容性问题。
焊接式板式换热器
用焊接结构替代橡胶垫密封，消除了由于垫片材料耐温、耐腐蚀、耐压方面的限制。焊接式板式换热器的组焊板片内部不能用机械方法清洗，且全焊式只能用于不易结垢的介质进行换热，其最大优点是可承受较高温度和压力，没有垫片泄漏的顾虑。焊接式板式换热器近年来得到很大发展，德国与日本合作的千代田BAVARIA 混合焊接板式换热器，操作压力可从真空到6MPa，单元换热面积可达1480m2 以上。Nouvelles 应用技术公司发明的Packinox 换热器，代替列管式换热器用作炼油厂催化重整装置混合料换热器，并且得到了推广应用，紧凑、轻型的Packinox 换热器可用各种合金制成，能提供的表面积为1000～10 000 m2。
螺旋板式换热器
螺旋板式换热器在国外较早使用在回收废液和废气中的能量等，螺旋板式换热器的构造包括螺旋形传热板、隔板、头盖和连接管等基
本部件。流体在螺旋形流道内的流动所产生的离心力，使流体在流道内外侧之间形成二次环流，增加扰动。螺旋板式换热器具有体积小、效率高、制造简单、成本较低、能进行地温差换热等优点，目前的问题是如何能进一步提高该换热器的承压能力。我国从20 世纪60 年代开始生产螺旋板式换热器，当时主要用于烧碱厂中的电解液加热和浓碱液冷却。如今螺旋板式换热器在我国已形成规模，国家已制定了配套的技术标准，设计制造技术在我国业已成熟。
板翅式换热器
在 20 世纪30 年代，板翅式换热器首先在先进国家用于发动机的散热，它的板束单元结构由翅片、隔板和封条三部分组成。它具有扩展的二次传热表面（翅片），所以传热过程不仅是在一次传热表面（隔板）上进行，而且同时也在二次传热表面上进行[14]。我国从20 世纪60 年代初期开始试制板翅式换热器，首先用于空分制氧，制成了第一套板翅式空分设备。近几年来，在产品结构、翅片规格、生产工艺和设计、科研方面都有较大发展。板翅式换热器由于结构紧凑、轻巧、传热强度高等特点，被认为是最有发展前途的新型换热器设备之一。
热管换热器
热管换热器是一种高效传热的新型换热器，在20 世纪60 年代首先被应用于宇航技术中，70年代国外在电子、机械、石油、化工等方面有了广泛的应用。热管换热器主要由箱体、管板、热管元件组成，其中热管是其关键元件。热管是一种充填了适量工作介质的真空密封容器，当热量传入热管的蒸发段时，工作介质吸热蒸发流向冷凝段，在那里蒸汽被冷却，释放出汽化潜热，冷凝变成液体，然后在多孔吸液芯的毛细力或重力的作用下返回蒸发段，如此反复循环，通过工质的相变和传质实现热量的高效传递。热管换热器的最大特点是结构简单、换热效率高，在传递相同热量的条件下制造热管换热器的金属耗量少于其它类型的换热器。换热流体通过换热器的压力损失也比其它换热器小，因而动力消耗也少。美国Q-Dot 公司开发的热管换热器已有5000 多台的实际运行经验，日本古田电器公司设计的热管换热器已应用于700 多套设施。经过20 多年的努力，我国先后开发成功了气-气热管换热器、热管蒸汽发生器(废热锅炉)、高温热管(液态碱金属热管)。并在冶金、石油、化工、动力、陶瓷以及水泥等行业领域中应用取得了可喜的成果。当前热管技术已趋成熟，应用面逐步扩大。
除了以上介绍的一些新型高效换热器外,还有以下几种:Hamon Lummus 公司的SRCTM 空冷式冷凝器、NTIW列管式换热器、英国Cal Gavin 公司的丝状花内插物换热器(Hit ran) 、日本的Hybrid 混合式换热器,俄罗斯的变形翅片管换热器、喷涂翅片管冷却器、非钎焊
金属丝缠绕翅片管换热器和螺旋绕管式换热器、美国Chemineer 公司的Kenics 换热器、日本的SM型换热器(内插静态混合器) 、美国的Brown FintubeLtd1 的带扭带插入物的湍流增强式换热器
( Exchanger With Turbulator ) 、美国Yuba 公司的Hemilok 换热器、澳大利亚Roach Heat Exchangers 公司的柔性换热器(Flexible Heat Exchanger) 等。
总的来说，仍然存在以下问题: ( 1) 换热器换热的理论研究不
够完善，可供对肋片实际应用优化设计的理论依据太少，对于换热公式推导出的解析解较少，目前大多是通过试验、数据分析拟和而成的经验公式; ( 2) 换热的理论体系缺乏系统性，不够完善; ( 3) 因为试验环境、材料、仪器的精度以及试验方法不同，在同一个研究方向的某些问题的研究结论存在的分歧较多，很难形成统一的意见，暂不能形成对实践的可靠指导; ( 4) 目前对换热器的研究大多基于一维、二维的换热，国内对于三维的换热模型的研究过少，同时，对于一维和二维传热模型的前提假设条件很苛刻，得出的结论适用性不强; ( 5) 结合试验建立的部分换热理论还缺乏严谨性和局限性。
近期国内外开发研究的发展方向
1)非金属材料应用。非金属材料在一定的范围内具有金属材料不可
比拟的优点。石墨材料具有优良的导电、导热性能,较高的化学稳定性和良好的机加工性,氟塑料具有特别优良的耐腐蚀性。氟塑料耐腐蚀性能极强,并且与金属材料相比还具有成本上的优势。复合材料如搪瓷玻璃具有优良的耐腐蚀性能、良好的耐磨性、电绝缘性以及表面光滑不易粘附物料等优点,已经用于制作换热产品。陶瓷材料因其优异的耐腐蚀性、耐高温性能而引起工业界的高度重视,已经在换热产品的制造中得到应用。
2)计算流体力学和模型化设计的应用。在换热器的热流分析中,引入
计算机技术,对换热器中介质的复杂流动过程进行定量的模拟仿
真。目前基于计算机技术的热流分析已经用于自然对流、剥离流、振动流和湍流热传导等的直接模拟仿真,以及对辐射传热、多相流和稠液流的机理仿真模拟等方面。在此基础上,在换热器的模型设计和设计开发中,利用CFD的分析结果和相对应的模型实验数据,
使用计算机对换热器进行更为精确和细致的设计。
3)加强实验和理论研究。采用先进的测量仪器来精确测量换热器的
流场分布和温度场分布,并结合分析计算,进一步摸清不同结构的强化传热机理。采用数值模拟方法对换热器内流体流动和传热过程进行研究,预测各种结构对流场及传热过程的影响。
4)有源技术研究。如利用振动、电场方法强化传热的机理研究、试
验研究,给出对比试验数据,提出理论计算模型。
5)强化结构组合研究。为达到管壳程同时强化的目的,强化结构组合
研究将成为近期传热强化技术研究的发展方向。
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冷凝器文献综述_共3页
文献综述 一、前言 在过程工业生产中，合理而有效地利用热（冷）量是十分重要的。为了实 现工艺物料间的热量传递，人们常采用各种类型的换热器，它是化工、炼油、 动力、食品、冶金、制药等诸多行业部门广泛应用的一种工艺设备。对于迅速 发展的化工、石油化工来说，换热器尤为重要。在化工厂中，换热设备的投资 约占总投资的15%。在炼油厂中，换热器约占全部工艺设备投资的40%。换热 器设计的先进性、合理性，运转的可靠性和热量回收的经济性等，将直接影响 到产品的质量、产量和成本。 在过程工业生产中，进行着各种不同的换热过程，其主要作用是使热量由 温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺规定的指标，以 满足生产过程的需要。此外，换热设备也是回收余热、废热特别是低品位热能 的有效装置。 换热器是实现不同介质之间能量交换的通用设备，其研究和应用受到世界 各国的普遍重视，是传热技术中最活跃的研究领域之一。按换热设备的用途 可分为加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器、 冷凝器。其中冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。 二、常用的冷凝器 (1)盘管冷凝器盘管冷凝器是直接火滴水祛松脂加工厂经常用的一种冷凝冷 却设备，一般用紫铜管弯成，其特点是制造简单，容易检修，管外水垢容易清 洗，但总传热系数较低，换热量小，只适用于产量不大的工厂。 (2)列管式冷凝器常用的有三种形式，一为浮头补偿冷凝器，另一种形式为“U”形冷却器。这两种冷凝器一般都是用直径20-25毫米的紫铜管用胀管法固定 在花板上，外壳用普通钢板制造。考虑到紫铜管的热胀冷缩较钢材大，因此采 用浮头式或“U”形管结构，使列管能自由收缩尸避免因材质不同而胀裂。浮头补 偿冷凝器一般用于松节油和水蒸汽的冷凝，"U"形冷却器则多用于冷凝液的冷却。 这种列管式冷凝器，水在管间走，流速慢，很易结垢，有时甚至被泥沙充满， 清洗困难，影响传热效果。三是固定管板式冷凝器，它是由许多管子组成管束， 管束两端通过焊接或胀接固定在两块管板上，管板与筒体采用焊接连接在一起 的一种形式。其特点是： ①在同样壳体直径内，布管最多。使其结构简单、紧凑，制造费用低； ②两端管板固定，当管束与壳体的壁温或材料线膨胀系数相差较大时，为 了吸收热膨胀差，需要在换热器上设置柔性元件（如膨胀节、挠性管板等）以 降低温差应力； ③壳程设置法兰盘，适用于耐泄漏的场合； ④由于管束不能拉出，壳程、管程清洗不方便，管间不能机械清洗。 固定管板换热器适用于壳程介质清洁，不易结垢；管程需要清洗或壳程虽 有污垢，但能进行溶液清洗，以及管、壳程两侧温差不大或温差较大，但壳程 压力不高的场合。
换热器开题报告
丙烯冷凝器(E-301)设计 ———— 摘要：本文先简单阐述了换热器的研究背景，并附带介绍了换热器的重要作用及其型式的发展过程。然后结合课题设计方向，由于本次设计方向为丙烯冷凝器（E-301）的设计，该冷凝器属于浮头式换热器的一种；在介绍浮头式换热器常见通用结构过程中，讲述一些用于该丙烯冷凝器的元件结构。最后，简单讲述了本次设计所用的技术路线，大致介绍了冷凝器设计的相关步骤和方法。 关键字：浮头式换热器，冷凝器，技术路线 1研究背景 换热设备是化工、炼油工业、医药、冶金、制冷等工业中普遍应用的典型工艺设备，用来实现热量的传递，使热量由高温流体传送给低温流体。在实际生产过程中，为了满足工艺的要求，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、冷凝、蒸发等。一般换热器需要满足如下的基本条件：合理地实现所规定的工艺条件；安全可靠；利于安装、操作、维修；经济合理[1]。 管壳式换热器的使用已有很悠久的历史；在二十世纪30年代，开始出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。近年来，由于能源消耗引起了人们的广泛重视，能源价格的逐渐上升，循环回收再利用观念已开始深入人心，工厂中废热回收也越来越具有吸引力。通过换热器的使用，回收生产过程中产生的废热来提高工厂的效率以减少国家的能源需求，节省资源，对于国家长久的发展来说具有重要的意义。同时，通过对换热器的优化设计，提高各类换热器的工作效率，减少因工作而造成的更多的能源浪费，也是设计换热器的重中之重。
换热器设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目： 学院：化工装备学院 专业班级：过程装备与控制工程0802 学生： 指导教师： 开题时间：2011年10 月18 日
指导教师评阅意见
一、选题的目的及意义： 换热器的基建投资在一般化工、石化企业中约占设备总投资的20%，其中固定管板式换热器约占换热器的70%。 固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈,（或膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。 特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。 固定管板换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束根据换热器的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。 固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格围广，故在工程上广泛应用。壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。 本课题所设计的冷却器属于固定管板换热器，是针对给定的设计参数，按照相关规定的要求，通过壁厚计算和强度校核等，设计固定管板式换热器产品。熟悉压力容器设计的基本要求，掌握固定管板式换热器的常规设计方法，把所学的知识应用到实际的工程设计中区，为以后的工作和学习打下扎实的基础。 二、国外现状发展及趋势 2.1 国外情况 对国外换热器市场的调查表明，管壳式换热器占64%。虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍将占主导地位。随着动力、石油化工工业的发展，其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。而换热器在结构方面也有不少新的发展。螺旋折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器是由美国ABB公司提出的。其基本原理为:将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一其倾角朝向换热器的轴线即与换热器轴线保持一定倾斜度。相邻折流板的周边相接与外圆处成连续螺旋状。每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度使壳程流体做螺旋运动能减少管板与壳体之间易结垢的死角从而提高了换热效率。在气一水换热的情况下传递相同热量时该换热器可减少30%-40%的传热面积节省材料20%-30%。相对于弓形折
参考文献
参考文献 姓名：林诗远 学号：20100410208 班级：10级车辆二班 第九章机械制造业的环境保护 第一节机械工业的环境污染 机械工业是为国民经济各部门制造各种装备的部门，在机械工业的生产过程中不论是铸造、锻压、焊接等材料成型加工，还是车、铣、镗、刨、磨、钻等切削加工都会排出大量污染大气的废气、污染土壤的废水和固体废物，如金属离子、油、漆、酸、碱和有机物，带悬浮物的废水，含铬、汞、铅、铜、氰化物、硫化物、粉尘、有机溶剂的废气，金属屑、熔炼渣、炉渣等固体废物，同时在加工过程中还伴随着噪音和振动。 熔炼金属时会产生相应的冶炼炉渣和含有重金属的蒸气和粉尘。 在材料的铸造成形加工过程中会出现粉尘、烟尘、噪音、多种有害气体和各类辐射；在材料的塑性加工过程中锻锤和冲床在工作中会产生噪音和振动，加热炉烟尘，清理锻件时会产生粉尘、高温锻件还会带来热辐射；在材料的焊接加工中会产生电弧辐射、高频电磁波、放射线、噪音等，电焊时焊条的外部药皮和焊剂在高温下分解而产生含较多Fe2O3和锰、氟、铜、铝的有害粉尘和气体，还会出现因电弧的紫外线辐射作用于环境空气中的氧和氮而产生O3、NO、NO2等；气焊时会因用电石制取乙炔气体而产生大量电渣。 在金属热处理中，高温炉与高温工件会产生热辐射、烟尘和炉渣、油烟，还会因为防止金属氧化而在盐浴炉中加入二氧化钛、硅胶和硅钙铁等脱氧剂而产生废渣盐，在盐浴炉及化学热处理中产生各种酸、碱、盐等及有害气体和高频电场辐射等；表面渗氮时，用电炉加热，并通入氨气，存在氨气的泄露；表面氰化时，将金属放入加热的含有氰化钠的渗氰槽中，氰化钠有剧毒，产生含氰气体和废水；表面(氧化)发黑处理时，碱洗在氢氧化钠、碳酸和磷酸
换热器设计开题报告
换热器设计开题报告 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
理工学院毕业设计(论文)开题报告题目：气-液介质专用换热器设计 学生姓名：石静学号：09L0503216 专业：过程装备与控制工程 指导教师：郭彦书（教授） 2013 年 4月 8 日
1文献综述 绪论 换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。一般换热设备在化工、炼油装置中的建设费用比例达20%~50%因此无论从能源利用，还是从工业的投资来看，合理地选择和设计换热器，都具有重要意义。在各种换热器中，由于管壳式换热器具有单位体积内能够提供较大的传热面积、传热效果好、适应性强、操作弹性大、易制造、成本低、易于检修和清洗等特点，因此应用最广泛。管壳式换热器按结构特点分为固定管板式、U型管式、浮头式、双重管式、填涵式和双管板等几种形式。不同的结构各有优缺点，适用于不同的场合。本文介绍的是板式换热器[1]。 管壳式换热器的特点 管壳式换热器是由一系列具有一定波纹形状的的金属片叠装而成的一种高效换热器。换热器的各板片之间形成许多小流通断面的流道，通过板片进行热量交换，它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多。板式换热器的广泛应用，加速了我国板式换热器行业的迅速发展，但我国板式换热器设计与发达国家之间仍存在着不小的差距。板式换热器是以波纹为传热面，在流道中布满网状触电，流体沿着板间狭窄弯曲、犹如迷宫式的通道流动，其速度大小和方向不断改变，形成强烈的湍流，从而破坏边界层，减少界面膜热阻，并使固体颗粒悬浮，不易沉积，有效地强化了传热，因此，它比管壳式等其他类型换热器具有很多独特的优点。第一，传热系数高，由于换热器的特殊结构及组装方式，使介质在流经相邻两板片间的流道时，流动方向和流速不断变化，在低流速下，形成急剧湍流，强化换热；第二，温差小，由于板式换热器具有较高的传热系数及强烈的湍流，可使热交换器的一、二次流体温度十分接近，温差趋近1~3℃；第三，热损失小，由于板片边缘及密封垫暴露在大气中，所以热损失极小，一般为1%左右，不需采取保护措施。在相同换热面积情况下，板式换热器的热损失仅为管壳式换热器的五分之一，而重量则不到管壳式的一半；第四，结构紧凑，换热板片由薄的不透钢板压制而成，板片间距一般为4mm，板片表面的波纹大大增加了有效换热面积，这样单位容积中可容纳很大的传热面积（每立方米体积可布置250㎡的传热面积），占地面积仅为管壳式的五分之一到十分之一。因此，体积小，节省安装空间。第五，适应性强，可根据产量及工艺要求，方便地增加或减少传热板片，亦可将板片重新排列，改变流程组合；第六，用途广泛，目前已广泛应用于化工、石油、机械、冶金、电力、食品、热水供应、集中供暖等工程领域，完成加热、冷却、蒸发、冷凝、余热回收等工艺过程中截
醋酸酐文献综述
北京化工大学北方学院 NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY （2016）届本科生毕业设计 文献综述 题目： 6000吨/年醋酸酐生产装置工艺设计 学院：化工与材料工程学院专业：应用化学 学号：姓名：
指导老师： 2015年11月30日 文献综述 前言 醋酸酐是一种无色透明液体，有刺鼻辛辣的嗅味，与乙醚可以任一比溶解在乙醇和水中放出分解热水解成醋酸，溶于醇，醚，丙酮等有机溶剂。 醋酸酐又名乙酸酐，是重要的乙酰化试剂，广泛应用于医药工业，染料工业及香料工业中。例如在医药工业中用于制造合霉素，咖啡因和阿司匹林等；在染料工业中用于生产分散深蓝HCL，分散大红S-SWEL，分散黄棕S-2REL等；在香料工业中用于生产香豆素，乙酸龙脑酯，葵子麝香，乙酸柏木酯等。 用作溶剂和脱水剂,也是重要的乙酰化试剂和聚合物引发剂。应用最终产物是醋酸纤维素和醋酸纤维塑料,这种纤维大部分用于制造香烟的过滤嘴、船舶工业的织物和日用织物,还可制造旋风炸药三次甲基三硝基胺。 醋酸酐还可用于制造漂白剂和聚合反应的引发剂等，应用十分广泛。
1.醋酸酐的生产工艺 目前醋酸酐的生产工艺主要有醋酸裂解法（又称乙烯酮法），乙醛氧化法和醋酸甲酯羰基合成法。 1.1乙烯酮法 乙烯酮法（又称醋酸裂解法）生产醋酐是醋酸在高温和催化剂存在下进行的。工艺过程分两步进行，首先是气相醋酸裂解生成乙烯酮，然后醋酸和乙烯酮经吸
收生产粗酐，经精馏提纯制得成品醋酐。 醋酸脱水经过乙烯酮制备醋酐的工艺中，醋酸首先分解成乙烯酮和水，其最佳反应温度为730~750℃。反应在0.2%-0.3%(wt)磷酸三乙酯催化剂存在下的气相中进行，达到平衡转化点(占醋酸量的85%~90%)后通入氨气，破坏催化剂，稳定平衡。乙烯酮的选择性为90%(mo1)~95%(mo1)。乙烯酮在分段冷却器系统中从沸点较高的醋酐、醋酸和水中排出，然后与循环的醋酸反应转化成醋酐。反应过程中不断补充新鲜醋酸，在此处，乙烯酮选择性接近100%。 该法的最大特点是生产工艺流程复杂，副反应多，能耗大，但由于技术成熟，生产的安全性高，另外，对在醋酸裂解部分醋酸的质量要求并不高，可以使用其它装置和本身回收的醋酸，因此，在国外早期建设的装置应用该法，目前我国仍普遍采用。醋酸裂解的产物乙烯酮是一种重要的中间体，它可以用于生产农药、食品防腐剂等，这种产物在羰基化的工艺中不会出现，因此，乙烯酮工艺的裂解部分是很有生命力的。 1.2乙醛氧化法 乙醛氧化制醋酐的工艺原理与乙醛氧化制醋酸的原理相似，催化剂可以是醋酸锰和醋酸铜，醋酸钴和醋酸镍，或者醋酸高脂肪酸的钴盐和铜盐，醋酸锰可以阻碍乙醛氧化过程中爆炸量的过氧醋酸的生成。乙醛氧化生成过氧醋酸，实际上是生成单过氧醋酸酯，它反应生成醋酐和醋酸。当温度在40~60℃和铜存在下液相反应时，单过氧醋酸酯近乎定量分解为醋酐和水。 由于醋酐水解，所以也有醋酸形成。如果醋酐产生率要求最大化，那么水解反应必须最小化。乙醛转化成醋酸和醋酐的总选择性为95%以上，产品中醋酐与醋酸比例为56:44。为了保持产品中较高的醋酐比例，产品必须从反应器中的气相排出，以维持反应器中醋酐的限度高于醋酸浓度。使用共沸溶剂，比如醋酸乙酯也可以促进水蒸气从反应区域中排出。乙醛氧化法虽然流程简单，工艺成熟，可以实现醋酸和醋酐的联产，但腐蚀严重且操作条件要求比较高，消耗高，成本高，目前该法已逐渐被淘汰。 1.3醋酸甲酯羰基合成法
换热器文献综述
相变换热器文献综述 学院：材料与化学工程学院 专业：过程装备与控制工程 班级：2011-01 姓名：*** 学号：***
相变储热换热器文献综述 ***（郑州***化工学院） 摘要：本文通过对换热器发展历史的回顾，总结相变储热换热器的理论技术和结构设计，对其物性数据，相变储热材料等做了简要评述。1引言 在工业生产中，为了实现物料之间热量传递过程的一种设备，统称为换热器。它是化工、炼油、动力、原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。通常在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10~20%。在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的85~40%。在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺上的需要。由于使用的条件不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。另外，在化工生产中，有时换热器作为一个单独的化工设备，有时则把它作为某一个工艺设备中的组成部分。其他如回收排放出去的高温气体中的废热所用的废热锅炉，有时在生产中也是不可缺少的。总之，换热器在化工生产中的应用是十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。 2换热器发展历史简要回顾 二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管
制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新材料料制成的换热器开始注意。60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。 节能和环保已经成为当今世界的两大主题，经济高速发展、人口不断增长、过度开采和能源的利用率过低导致能源供需矛盾越来越大．能源紧缺受到人们越来越多的关注，能量存储随之引入了人们的生活。近年来,相变储换热器在太阳能利用、工业废热利用及暖通空调蓄冷和蓄热等领域获得了广泛的应用。相变储换热器有多种形式如管簇式、球形堆积床式和平板式,一些研究者对其热性能进行了模拟和实验研究。 3实验研究的主要成果 3.1相变储能材料的导热强化
换热器1文献综述
换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。 换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。 换热器的发展已经有近百年的历史，被广泛应用在石油、化、冶金、电力、船舶、集中供热、制冷空调、机械、食品、制药等领域。 进入80 年代以来，由于制造技术、材料科学技术的不断进步和传热理论研究的不断完善，有关换热器的节能设计和应用越来越引起关注。按照用途来分：预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。按照制造热交换器的材料来分：金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式、逆流式、错流式、混流式。按照传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式等三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。 目前在发达的工业国家热回收率已达96 % ,换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的35 %～40 %。其中管壳式换热器仍然占绝对的优势, 约70 %。其余30 %为各类高效紧凑式换热器、新型热管和蓄热器等设备, 其中板式、板翅式、热管及各类高效传热元件的发展十分迅速。随着工业装置的大型化和高效率化, 换热器也趋于大型化, 并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。当今换热器的发展以CFD (Computational Fluid Dynamics) 、模型化技术、强化传热技 术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系。 管壳式换热器： 管壳式换热器又称为列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。目前，国内外工业生产中所用的换热设备中，管壳式换热器仍占主导地位，虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面不如其它新型换热设备，但它具有结构坚固，操作弹性大，适应性强，可靠程度高，选材范围广，处理能力大，能承受高温高压等特点，所以在工程中仍得到广泛应用。以下是几种常见的管壳式强化换热器。 螺旋槽管换热器，横纹管换热器，螺旋扁管换热器，螺旋扭曲管换热器，波纹管换热器，内翅片管换热器，缩放管换热器，波节管管
换热器文献综述(综述报告)(经典版)
板式换热器综述报告 院系：机械工程学院 姓名：xxxxxx 学号：xxxxxxxxxx 班级：过控10-3班 日期：2012年12月28日
前言 用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定工艺要求的装置统称为换热器。随着生产和科学技术的发展，化工、动力机械、原子能工业，特别是汽车、火车、航空等工业部门迫切要求高效、轻巧而又紧凑的换热设备，这就促使新结构形式的热交换设备的出现和不断发展。板式换热器就是在这种形式下发展起来的新产品。 国内外板式换热器的发展是欧美发达国家于20世纪80年代起开始竞相开发、研制各种型式的板式换热器。其中具有代表性的为法国Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司,该公司于20世纪80年代首次在催化重整装置中用一台大型板式换热器替代传统的管壳式换热器组。20世纪90年代末期,Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司又将大型板式换热器用于加氢装置。该公司的产品得到ＵＯＰ(美国联合油)的认证,其产品主要用于的催化重整、芳烃及加氢装置。而板式换热器在中国的起步比较晚。1999年兰州石油机械研究所研制成功大型板式换热器,该产品(专利号:ＺＬ98249056.9)具有国际先进水平、首创独特结构的全焊式板式换热器,并已在炼油厂重整装置,化肥厂水解解吸装置及集中供热换热站等场合得到应用。 近年来，随着我国石化、钢铁等行业的快速发展，换热器的需求水平大幅上涨，但国内企业的供给能力有限，导致换热器行业呈现供不应求的市场状态，巨大的供给缺口需要进口来弥补。 同时，我国出口的换热器均价平均不到进口均价的一半。可以想见，我国出口的产品多是附加值低的中、低端产品，而进口的产品多是附加值高的高端产品。这充分说明我国对高端换热器产品需求旺盛但供给不足的市场现状。 作为一个高效紧凑式换热器，在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中，
动力工程 明康宁 有限元文献综述
有限元发展及换热器管板热应力分析 明康宁（652085206002） （南京工业大学，江苏，211816） 摘要：有限元法是一种高效能、常用的计算方法．有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系．近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）方法为解决管板热应力分析计算问题提供了有效的途径。 关键词：管板；热应力；有限元 中图分类号：文献标志码：文章编号： Development of finite element and tube plate thermal stress analysis Ming Kangning (Nanjing tech university, Jiangsu, 211816, China) Abstract：Finite element method is a high-performance, commonly used calculation methods. Finite Element Method in the early variational principle is developed on the basis, so it is widely used in various types of physical fields Laplace and Poisson equations described in (such extremes problem field and functionals closely linked). Since 1969, some scholars in the application of fluid mechanics weighted remainder law Galerkin method or least squares method to obtain the same finite element equation, and thus the finite element method can be applied to any differential equations described various types of physical field, this type of extreme value problem rather than physical fields and functional requirements have contact. Finite element analysis developed in recent years in computer technology and numerical analysis methods with the support (FEA, Finite Element Analysis) method for solving the tube sheet heat stress analysis calculation provides an effective way. Key words：Tube plate; thermal stress; finite element 1、有限元发展历程 有限元法的发展历程可以分为提出(1943)、发展(1944——1960)和完善(1961-二十世纪九十年代)三个阶段。 1943年，柯朗发表的数学论文《平衡和振动问题的变分解法》和阿格瑞斯在工程学中取得的重大突破标志着有限元法的诞生。 有限元法早期(1944——1960)发展阶段中，得出了有限元法的原始代数表达形式，开始了对单元划分、单元类型选择的研究，并且在解的收敛性研究上取得了很大突破。1960年，克劳夫第一次提出了“有限元法”这个名称，标志着有限元法早期发展阶段的结束。 有限元法完善阶段(1961一二十世纪九十年代)的发展有国外和国内两条线索。在国外的发展表现为:第一，建立了严格的数学和工程学基础;第二，应用范围扩展到了结构力学以
换热器毕业设计开题报告
生毕业论文（设计）开题报告表 、研究或设计的目的和意义 换热器作为节能设备之一，在国民经济中起到非常重要的作用。同时, 要求，是企 业生存和发展的重要影响因素。 、研究或设计的国内外现状和发展趋势: 国内换热器的研究状况: 对于各型换热器的强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数 优化研究两方面，而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管（板）排列方式（顺排或叉排）、换 热管（板）排数、换热管（板）间距大小、肋片布置间距、肋片形状等。通常的研究方法包括：数值模 拟计算、实验方法研究、理论研究三类。 换热器研究的发展前景 换热器肋片换热的研究应该注重基础性的理论研究创新， 寻求建立能支撑肋片设计选型的系统化 的理论，同时要结合实验研究，寻求实际应用中最节能的肋片参数值。 换热器制造商和设计人员对于换热器肋片外型、 布置仍然没有可靠的理论依据，传统的肋片布置 方式在换热效率上不如换热管表面设置的针状或圆台状肋，而对于针状肋片在换热管表面的最佳 换 热的散布规律仍然还不明晰，理论研究非常薄弱；对替代传统的平板和环状肋片的高效换热肋片研究 甚少。 新型换热管的形状研究过少， 目前的研究仅局限于传统的圆形或矩形换热管上， 的探索研究比较缺乏。 对换热管排数和排列方式对换热器整体换热性能的影响研究的理论体系还没形成， 面的研究多以实验研究为主， 然后从实验中提取经验公式， 关于管排数的纯理论的换热理论还没有得到建 立。 作为衡量换热器性能时的换热效率，已不能作为换热器设计选型的标准，换热效率高并不意味着制造 成本的节省以及换热效果最佳化；传热因子和摩擦因子是比较合适的衡量换热器整体性能的指标， 但是 需要综合考虑此两种因素后建立换热器最优化换热的统一理论， 单一的考虑换热因子或者摩擦因子的大 小对于衡量换热器换热性能没有任何意义。 、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路 ： 本课题设计参数为年产 50000吨合成氨 主要内容： ① 换热器总体方案选择及结构设计； 论文（设计）名称 年产5000吨合成氨厂变换工段列管式换热器设计 论文（设计） 来源 生产和社会实践 论文（设计） 类型 指导教师 学生姓名 学号 03 班级 “节能”已经是国家的政策 对更高效的换热管型 目前对于此方
文献综述报告(文库)
. X X 大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：XXXXXXXXXXX换热器设计 学院： XXXXXXXXXXXX学院 年级专业：2015级过程装备与控制工程 学生姓名： X X 指导教师： XXXXX 填写日期： 2019年2月28日
一、国内外现状 近些年来，我国工业快速发展，尤其是石油化工行业发展尤为迅速，然而换热器作为最普遍的换热单元，在石油化工行业十分常见，同时又起着不可替代的作用。根据相关资料显示，换热装备行业在2016年便突破了1000亿元，并且每年还在增长，但是距离我国进入世界换热装备大国仍然具有一定的差距[1]。在近几年的发展中，换热器的形式层出不穷，有板式换热器，螺旋折流板式换热器，管壳式换热器，薄膜蒸发器，高效板式换热器，板翅式换热器，新型螺旋绕丝管壳式换热器, 矩形自支撑缩放管换热器, 振荡流热管换热器, 高通量换热器, 管程强化换热器, 扭曲椭圆管换热器等[2]。其中管壳式换热器最为常见，虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料耗等方面，不如其他新型换热设备，但它具有结构坚固，操作弹性大，适应性强，可靠程度高，选材范围广，处理能力大，能承受高温高压等特点，所以在工程中仍得到广泛应用，在市场中占主导地位，大约在60%以上，可见，管壳式换热器在国民的经济作用是不可限量的[3]。就目前发展来看，我国的管壳式换热器仍存在很大的问题，如易激发流体诱导振动而导致换热管束松动，折流板与壳体间的焊接产生裂缝；壳程流体流动阻力较大，壳侧压降较大，动力耗损严重；壳程流体存在流动“死区”，死区内局部换热效果差，导致换热器整体换热率低，同时涡流内容易积垢，影响换热器的寿命[4]。 在国外，主要是各大传热公司从事着换热设备的研发与推广工作。美国传热研究公司是一个创建于1962年的工业联合企业，主要从事过程传热应用研究,并拥有工业规模的大型试验研究设备。该企业会员遍布全球，取得大量研究成果，在传热机理，两相流，振动，模拟及测试技术方面为全世界换热的发展做出巨大贡献。近年来，该企业大力发展计算机应用软件，使换热器工艺计算精度准确，不仅节省了人力，提高了效率，而且大大提高了经济效益。在英国，英国传热及流体服务中心HTFS，长期从事传热与流体课题研究。该企业开发的HTFS和TASC 换热器软件使其在传热和流体计算上更为精确。尤其在计算机软件开发方面，国外远远领先于国内。 除此之外，国内外的相关学者也对这些问题进行的大量的研究，张勇，闫媛媛，杨飞等人对强化传热和壳程优化压降进行研究，王战辉、Yonggang Lei等人研究折流板对壳程流体流动的影响，O. Labbadlia研究管系的布置对管壳式换热器封头内流动分布影响，Juan Jose Cartelle Barros等人采用一种新型集成方法对管壳式换热器进行持续的优化，并且取得巨大研究进展[4-9]。
催化裂化文献综述
文献综述 催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在五百摄氏度左右、一万到三万帕下发生以裂化反应为主的一系列化学反应，生产轻质油、气体和焦炭的过程。由于催化裂化投资和操作费用低、原料适应性强、转化率高，自1942年第一套工业化流化催化裂化装置运转以来，它已发展成为炼油厂中的核心加工工艺，是重油轻质化的主要手段之一。催化裂化产品是主要的运输燃料调合组分。在世界范围内，FCC汽油占总汽油产量的25%～80%，FCC柴油占总柴油量的,10%～30%，而且是仅次于蒸汽裂解制取丙烯的又一大生产装置。面对日益严格的环保法规的要求，通过装置改造和与其它上下游工艺结合(如进料加氢，产品后处理等)，催化裂化能以合适的费用生产合适的产品。即使从更长远的目标看，催化裂化装置所产汽油经加氢饱和后也应能成为燃料电池的一种燃料组分【1】。 催化裂化的原料和产品【2】 一原料 催化裂化的原料范围广泛，可分为馏分油和渣油两大类。馏分油主要是直馏减压馏分油，也包括少量的二次加工重馏分油如焦化蜡油、脱沥青油等；渣油主要是减压渣油、加氢处理渣油等。渣油都是以一定的比例掺入到减压馏分油中进行加工，其掺入的比例主要受制于原料的金属含量和残炭值。对于一些金属含量很低的石蜡基原油也可以直接用常压重油作为原料。当减压馏分油中掺入渣油时则通称为重油催化裂化，1995年之后我国新建的装置均为掺炼渣油RFCC【2】。 二产品 催化裂化的产品包括气体、液体和焦炭。其中气体主要是干气和液化气。液体产物分为：汽油、柴油、重柴油（回炼油）和油浆。 中国石油石油化工研究院开发的国Ⅳ汽油生产技术集成催化剂、催化剂级配、工艺及开工操作等多项核心技术，有效破解了高烯烃含量的催化汽油脱硫和辛烷值降低的技术难题，形成了具有自主知识产权的满足国Ⅳ标准的催化裂化汽油加氢改质技术。该技术作为中国石油具有自主知识产权的清洁汽油生产技术，填补了中国石油生产国Ⅳ清洁汽油的技术空白，可为企业汽油质量升级提供自主技术支持，具有巨大的社会效益和经济效益，工业应用前景广阔【7】。 催化裂化工艺流程 催化裂化装置一般由反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定系统三部分组成。一反应－再生系统 新鲜原料油经过换热后与回炼油混合，经加热炉加热至300～400℃后进入提升管反应器下部的喷嘴，用蒸汽雾化后进入提升管下部，与来自再生器的高温催化剂（600～750℃）接触，随即气化并进行反应。油气在提升管内的停留时间很短，一般2～4秒。反应后的油气经过旋风分离器后进入集气室，通过沉降器顶部出口进入分馏系统。积有焦炭的再生催化剂（待生催化剂）由沉降器进入下面的汽提段，用过热水蒸汽进行汽提，以脱除吸附在待生催化剂表面的少量油气，然后经过待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气接触反
换热器文献综述
管壳式换热器强化传热研究 摘要：从管程强化和壳程强化两方面论述了管壳式换热器强化传热技术的机理，指出了管壳式换热器今后发展中的主要方向;同时对换热器的防腐措施以及改进动向作了介绍。 关键词：强化传热;管壳式换热器;防腐 Abstract: shell and tube heat exchanger was discussed from two aspects of the strengthening of the tube side and the strengthening of the shell to strengthen the mechanism of heat transfer technology, pointing out that the main direction of future development of the shell and tube heat exchanger; heat exchanger anti-corrosion measures well as improved trends were introduced. Keywords: heat transfer enhancement; shell and tube heat exchanger; anti-corrosion 引言 管壳式换热器是当今应用最广泛的换热设备，它具有高的可靠性和简单易用性。特别是在较高参数的工况条件下，管壳式更显示了其独有的长处“目前在提高该类换热器性能所开展的研究主要是强化传热，适应高参数和各类有腐蚀介质的耐腐材料以及为大型化的发展所作的结构改进。 一、换热器的强化传热研究 换热器的强化传热就是采用一定的措施增大换热设备的传热速率，力图用较少的传热面积或体积的设备来完成传热任务。各种强化型换热器在石油、化工、制冷、航空、车辆、动力机械等工业部门己得到广泛应用。强化传热已被学术界称为第二代传热技术。换热器的强化途径主要有:提高传热系数，扩大传热面积，增大传热温差等[1]。其中提高传热系数是当今强化传热的重点。传热系数的大小主要取决于换热器中两种流体的对流传热系数、污垢层的热阻和换热管管壁的热阻等。一般情况下热管管壁的热阻比较小，可以忽略不计，而主要通过在管内装入各种强化添加物(内插物)，设置挡板，增强湍流强度和延缓污垢层的形成等措施，达到提高传热系数的目的。在实际的操作过程中可以通过强化管程传热和强化壳程传热两个方面强化换热器的传热[12]。 1.1强化管程传热 目前管程强化传热[26]的研究主要集中在开发异型传热管，如:螺旋槽纹管、横纹槽管和缩放管等。国内外已经有许多研究单位和生产厂家成功的应用了技术。 (l)螺旋槽纹管换热器 其管内强化传热主要由两种方式起决定作用:流体在管内流动时受螺旋槽纹的引导，使靠近壁面的部分流体顺槽旋流，产生局部的二次流，增加流体的湍动性;还有一部分流体顺壁面轴向流动，由于螺旋槽导致形体阻力，产生逆向压力梯度，引起边界层分层及边界层中流体质量的扰动，从而加快由壁面至流体主体的热量传递。据有关文献报道美国国家Argonne实验室和GA技术公司设计、制造的螺旋槽纹管换热器，其传热性能比光管提高24倍。我国上海溶剂厂把螺旋槽纹管应用到甲醛余热锅炉中，使传热系数提高了60%[2]。目前，
换热器开题报告正文
一、选题的依据及意义： 换热器的基建投资在一般化工、石化企业中约占设备总投资的20%，其中固定管板式换热器约占换热器的70%。 固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。 特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。 固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。固定管板换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热器的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。 固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛应用。壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。当膨胀之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生的热应力。 本课题所设计的冷却器属于固定管板换热器，是针对给定的设计参数，按照相关规定的要求，通过壁厚计算和强度校核等，设计固定管板式换热器产品。熟悉压力容器设计的基本要求，掌握固定管板式换热器的常规设计方法，把所学的知识应用到实际的工程设计中区，为以后的工作和学习打下扎实的基础。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 2.1换热器的概念及意义 在化工生产中为了实现物料之间能量传递过程在、需要一种传热设备。这种设备统称为换热器。在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高流体传递到温度较低的流体，以满足工艺上的需要。它是化工炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速发展的化工炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。换热器在化工生产中，有时作为一个单独的化工设备，有时作为某一工艺设备的组成部分，因此换热器在化工生产中应用是十分广泛的，任何化工生产中，无论是国内还是国外，它在生产中都占有主导地位。
合成气甲烷化文献综述
（ 二零一四年三月二十五日 科研训练论文(文献综述) 题 目：煤制天然气甲烷化技术的发展 学生姓名：王丽媛 学 号：201010508010 学 院：化工学院 班 级：化学工程与工艺10-1班 指导教师：刘俞辰
煤制天然气甲烷工段 摘要：由煤或相似原料（石油焦、生物质等）生产替代天然气（SNG）在能源领域已经成为极具吸引力的选择。托普索循环甲烷化工艺（TREMPTM）允许不同组分的合成气为原料，生产出适合管道运输标准的SNG。这项技术是基于MCR-2X催化剂的应用，它允许第一甲烷化反应器内大幅度温升。TREMPTM的高温设计确保了过热高压蒸汽的高产量，这就间接的相当于每生产一立方米SNG，相应产出电能约1kWh。 关键词：煤制天然气；高温甲烷化；SNG 1.引言 由于油价的不断飙升和一些政策法规的颁布，由煤或相似原料（石油焦、生物质等）生产替代天然气（SNG）在能源领域成为极具吸引力的选择。环境问题和能源供应的保障问题都已经提上了政治议程。能源的替代性、转化的灵活性、能源的分布网，对减少对石油和天然气的依赖起着很重要作用。 石油和天然气的储量有限，且大部分都集中在局部地区，这些地区大多远离主要市场，且通常都地域上或者政治上的敏感地带。相比而言，煤的含量丰富，且大多集中在几个重要的能源市场，如中国、印度、美国。因此，煤又成为了一种重要的气化原料，用于生产合成气（主要是氢气和一氧化碳混合气）这项重要的技术中。 随着人们生活水平的提高，城市化进程的加快，对优质、高效天然气的需求急剧攀升，导致天然气供需矛盾日益突出。煤制天然气是以煤为原料生产天然气的工艺技术，可以将煤炭转化为便于远距离输送的清洁燃料CH4，成为缓解天然气供需矛盾和煤炭高效清洁转化的重要途径之一。该技术是通过多相催化甲烷化反应原理，将合成原料气中的碳氧化合物（CO+C02）催化加氢生成甲烷（CH4）。甲烷化技术是煤制天然气的核心技术之一，甲烷化催化剂是甲烷化工艺开发的基础。本文分析了国内外甲烷化催化剂现状，以期对我国甲烷化催化剂技术的开发有所启迪。 2.文献综述