六管程浮头式换热器开题报告
换热器设计开题报告

换热器设计开题报告一、项目背景换热器是一种用于将热量从一个媒介传递到另一个媒介的设备。
在化工、石油、电力、食品等众多领域中都有广泛的应用。
由于换热器的设计直接影响到传热效率和能源利用效率,因此对换热器的设计进行优化研究具有重要的意义。
二、项目目标本项目旨在设计一种高效、节能且符合工艺要求的换热器。
三、内容和方法1.热力计算:首先需要进行热力计算,根据工艺流程确定换热器的热负荷、传热介质和流量,以及换热传递的温度差。
2.换热器选型:根据热力计算结果,选择合适的换热器类型,例如壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。
3.换热器结构设计:根据选定的换热器类型,进行具体的结构设计。
主要包括换热面积的确定、管束布局的优化、流体通道的设计等。
4.材料选择:根据工艺要求和介质特性,选择合适的材料来制作换热器。
需要考虑材料的热传导性能、耐腐蚀性以及成本等因素。
5.流体分配:设计合理的流体分配系统,确保流体能够均匀地通过换热器,充分利用换热器的传热面积。
6.附件设计:包括防腐层的设计、支撑结构的设计、清洗排污装置的设计等。
7.换热器容量计算:根据换热器的设计参数,进行容量计算,确保换热器在工作条件下能够满足热负荷要求。
8.性能预测:利用计算机辅助仿真软件对换热器的传热效率、压力损失等性能进行预测和优化。
四、预期成果1.具备基本理论知识的掌握:通过对换热器原理、传热机制和流体力学的学习,掌握换热器设计的基本理论和方法。
2.具备热力计算和选型的能力:能够根据工艺要求进行热力计算,并根据计算结果选取合适的换热器类型。
3.具备换热器结构设计的能力:能够根据工艺要求和换热器类型,进行换热器的结构设计。
4.具备换热器容量计算和性能预测的能力:能够根据设计参数进行换热器容量计算,以及利用计算机辅助仿真软件进行性能预测和优化。
五、项目计划1.研究文献资料,了解换热器的基本原理和设计方法。
预计完成时间:1个月。
2.学习热力学和流体力学相关知识,掌握热力计算和流体分配的方法。
浮头式换热器尺寸测绘实验报告

浮头式换热器尺寸测绘实验报告浮头式换热器尺寸测绘实验报告一、引言浮头式换热器是一种常用的热交换设备,广泛应用于工业生产中的冷却和加热过程中。
为了确保浮头式换热器的性能和效率,准确的尺寸测绘是非常重要的。
二、实验目的本实验旨在通过对浮头式换热器进行尺寸测绘,获取相关数据并进行分析,以评估其性能和效率,为工业生产提供参考依据。
三、实验设备和材料1. 浮头式换热器2. 直尺、卷尺等尺度工具3. 温度计4. 计算机及相关软件四、实验步骤1. 准备工作:清洁并检查浮头式换热器,确保其表面光滑无明显损伤。
2. 测量壳体尺寸:使用直尺和卷尺等工具测量壳体的长度、宽度和高度,并记录数据。
3. 测量管束尺寸:使用直尺和卷尺等工具测量管束的长度、宽度和高度,并记录数据。
4. 测量进出口管道尺寸:使用直尺和卷尺等工具测量进出口管道的直径和长度,并记录数据。
5. 温度测量:在换热过程中,使用温度计测量进出口流体的温度,并记录数据。
6. 数据分析:根据测得的尺寸和温度数据,计算换热器的传热面积、热传导率等参数,并进行性能评估。
五、实验结果与讨论1. 壳体尺寸测量结果如下:- 长度:100 cm- 宽度:50 cm- 高度:80 cm2. 管束尺寸测量结果如下:- 长度:90 cm- 宽度:40 cm- 高度:70 cm3. 进出口管道尺寸测量结果如下:- 进口管道直径:10 cm- 出口管道直径:12 cm- 进口管道长度:20 cm- 出口管道长度:25 cm4. 温度测量结果如下:- 进口流体温度:60℃- 出口流体温度:40℃根据以上数据,我们可以计算得到以下参数:1. 传热面积= 2 × (壳体长度× 壳体宽度) + 2 × (管束长度× 管束宽度) - (进口管道直径× 进口管道长度) - (出口管道直径× 出口管道长度)2. 热传导率 = (进口流体温度 - 出口流体温度) / 传热面积根据实验数据计算得到的结果如下:1. 传热面积= 2 × (100 cm × 50 cm) + 2 × (90 cm × 40 cm) - (10 cm × 20 cm) - (12 cm × 25 cm) = XXXX 平方厘米2. 热传导率= (60℃ - 40℃) / XXXX 平方厘米= XXXX ℃/cm²六、结论通过对浮头式换热器进行尺寸测绘实验,我们得到了壳体、管束和进出口管道的尺寸数据,并计算了换热器的传热面积和热传导率。
换热器设计开题报告

.XX大学本科毕业设计(论文)开题报告课题名称:X XXX换热器设计学院:X XX XXX学院年级专业:2015级过程装备与控制工程学生姓名:XX指导教师:XXX填写日期:2019年2月28日一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义据相关统计指出,目前石油化工行业中换热器占整个设备投资的35%,在我国2015年换热器设备产业规模已经达到769亿元,并且这一数值每年都在上升,因此,换热器设备在石油化工行业的作用至关重要[1-2]。
随着这些行业的发展换热器的种类也层出不穷,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[3]。
但是当前换热器仍然存在许多的问题亟待改善与解决。
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]。
针对这些问题我们正努力去完善和解决。
对于传热效率方面,国内外做了大量研究与努力。
目前我国主要分为管程传热强化和壳程传热强化,管程强化传热主要采用螺旋槽纹管,缩放管,横纹管,螺旋扁管,内插物管等不同形式的换热管来改变传热[4-7]。
壳程传热目前主要采用改变壳程管子的支撑结构来改变壳程流体的流向强化传热。
如螺旋折流板换热器[8],折流杆换热器[9],射流式换热器等。
就目前来看,虽然我国近些年工业得到快速的发展,但是就换热器方面来说我国依旧落后于国外,美国的传热研究公司,英国传热及流体服务中心他们一直致力于换热器研究,现在他们已经从对换热器的工艺研究转变为一些换热器相关软件的开发研究,通过这些软件我们可以进行动态的物性模拟,材料分析等工作,大大提高了工作效率。
换热器开题报告范文

换热器开题报告范文开题报告一、选题背景与意义换热器是一种用于在流体之间传递热量的设备,广泛应用于化工、电力、石油等工业领域。
在能源消耗日益增加和环境保护意识提高的背景下,高效节能的换热器成为各行各业关注的焦点。
因此,本次课题的选题背景建立在对换热器性能优化和节能减排的需求之上。
目前,一次能源的高效利用一直是国家和社会关注的重要课题。
换热器作为能源系统中的重要组成部分,其热传导效率直接影响到能源的利用效率。
因此,通过改进换热器的结构和优化传热工艺,可以提高能源利用效率,降低能源消耗,实现绿色环保的目标。
二、研究目标和内容本次课题的研究目标是设计和制造一种高效节能的换热器,并通过实验和数值模拟的方法对其性能进行评估和优化。
具体而言,本研究将重点从以下几个方面展开:1.设计一种新型的换热器结构:通过改变传热面积、流体流动方式等参数,设计一种能够提高传热效率的换热器结构。
2.优化热交换流程:通过数值模拟和实验,研究流体在换热器中的流动特性,优化热交换流程,提高传热效率。
3.对比实验和数值模拟结果:通过对比实验和数值模拟结果,验证设计的换热器结构的性能,并对其进行优化。
三、研究方法和步骤本次研究将综合运用实验和数值模拟的方法,通过仿真分析和实际试验,系统地研究和分析新型换热器的性能。
具体的研究步骤如下:1.查阅文献和资料,了解目前换热器研究的最新进展,为研究工作奠定理论基础。
2.设计和制造新型换热器,考虑其结构、尺寸、材料等因素,并进行必要的模拟和优化设计。
3.进行实验,通过改变操作条件、记录和分析实验数据,评估换热器的性能。
4.运用数值模拟软件,建立数学模型,模拟新型换热器的传热特性。
5.对比实验结果和数值模拟结果,分析其差异,并对模型进行优化。
6.对优化后的换热器性能进行评估,给出相应的结论和建议。
四、预期结果和意义通过本次研究,预期可以设计和制造出一种高效节能的换热器,并通过数值模拟和实验验证其性能。
热管式换热器毕业设计开题报告

热管式换热器毕业设计开题报告《热管式换热器毕业设计开题报告》一、选题背景随着工业技术的不断发展和进步,热管式换热器作为一种高效换热装置逐渐受到广泛关注和应用。
热管式换热器以其高效的传热性能、紧凑的结构设计和广泛适用的换热介质等特点,在航天、船舶、军工等领域得到广泛应用。
然而,热管式换热器在实际应用中还存在着一些问题,如传热性能的提升、运行稳定性的改善等方面仍有待解决。
因此,通过对热管式换热器进行深入研究,对其性能进行优化和改进,具有重要的现实意义和理论价值。
二、选题目的和意义本课题旨在通过对热管式换热器进行理论研究和实验探究,揭示其传热机理,深入了解其性能特点,进一步优化其传热性能和流动性能。
通过研究热管式换热器的工作原理和性能特点,可以为热管式换热器的设计、制造和应用提供重要的理论和实验基础。
此外,研究热管式换热器的传热特性和流动特性,对于提高工业过程中的热能利用效率、降低能源消耗,具有重要的经济和环境效益。
研究成果还可为热管式换热器的新型结构设计和优化提供理论指导,为工程应用提供技术支持。
三、选题内容和研究方法本课题主要研究热管式换热器的传热机理、性能特点和流动性能。
具体内容包括:1.研究热管式换热器的工作原理和传热机理,探究其传热性能及影响因素;2.搭建热管式换热器的实验平台,进行温度场和流动场的测试;3.通过实验,对比不同参数下的热管式换热器的传热效果,得出结论;4.基于实验数据,建立数值模型,对热管式换热器进行模拟计算,验证实验结果;5.提出优化方案并进行实验验证,改善热管式换热器的传热性能和流动性能。
研究方法主要包括文献调研、理论分析、实验研究和数值计算等。
通过文献调研,了解热管式换热器的研究现状和发展趋势;通过理论分析,推导热管式换热器的传热机理和性能特点;通过实验研究,搭建实验平台,进行传热性能和流动性能的测试;通过数值计算,建立数学模型,模拟热管式换热器的工作过程,验证实验结果。
开题报告(换热器)

四、论文的创新之处(设计类不需填写)
2
五、主要参考文献(不少于 6 个)
[1] GB150-2012《压力容器》 ; [2] GB151-1999《管壳式换热器》 [3] SH3074-2007《石油化工钢制压力容器》 [4] SH3075-2009《石油化工钢制压力容器材料选用标准》 [5] R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 [6] JB4700~4707-2000《压力容器法兰》 [7]郑津洋.《过程设备设计》 (第三版)化学工业出版社
固定管板式换热器具有结构简单紧凑能承受较高的压力可靠性高易于制造处理能力大造价低选用的材料范围广管程清洗方便能承受较高的操作压力和温度管子损坏时易于堵管或更换等优点在高温高压和大型换热器中管壳式换热器占有绝对优势研究与开发此类新型的换热器对工业发展与经济增长具有重大意义
辽 宁 石 油 化 工 大 学
指导教师意见:
指导教师签名: 所属系(部)意见:
20 年
月
日
主任签字:
20 计(论文)开题报告
题 目 :
学 班 姓 学
院 : 级 : 名 : 号 :
指 导 教 师 :
2013 年 3 月
一、选题背景(含题目来源、选题目的、应用性及国内外研究现状)
二、设计(研究)方案简述
1
三、进程安排
第 1,2 周:结合课题或者所学专业查阅和收集有关英文资料,查阅设计参考文献;结合课 题或者所学专业选择英文资料并进行翻译,撰写开题报告; 第 3 周:了解和掌握毕业设计课题内容及要求,初步确定设备的结构形式,确定设计方案; 完成开题报告和英文资料翻译; 第 4—8 周:确定设备各元件的基本尺寸、强度计算方法,确定各元件强度设计参数及设计 数据;确定设备结构尺寸和设备的强度计算;确定设备的最终尺寸; 第 9—12 周:计算机绘制总装配图、零件图; 第 13、14 周:修改、整理基本完成设计说明书、设计图纸,交指导教师初步审查;打印图 纸、设计说明书,撰写答辩自述材料;准备答辩; 第 15 周:答辩,整理全部设计文件。
换热器设计开题报告(DOC)

毕业设计开题报告论文题目: 抽余液塔底换热器设计学院化工装备学院专业:过程装备与控制工程学生姓名:**指导教师:翟英明 (高级工程师)开题时间: 2015年 3月 16日一、选题目的1、通过毕业设计,练习综合运用课程和实践的基本知识,进行融会贯通的独立思考。
2、在规定的时间内完成指定的设计任务,从而得到化工换热器设计的主要程序和方法。
3、培养分析和解决工程实际问题的能力。
4、树立正确的设计思想,培养实事求是,严肃认真,高度负责的工作作风。
5、通过此次设计任务,学会换热器的结构及强度设计计算及制造、检修和维护方法。
二、选题意义在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度高,放热;另一种流体温度低,吸热。
换热器是实现传热过程的基本设备。
而此设备是比较典型的传热设备。
二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。
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。
化工、石油等行业中广泛使用各种换热器,它们是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在工业设备价值及作用方面占有十分重要的地位。
随着工业的迅速发展,能源消耗量不断增加,能源紧张已成为一个世界性问题。
六管程浮头式换热器设计

六管程浮头式换热器设计摘要换热器是化工、炼油等生产中最常见的过程设备之一,是用于物料之间进行热量传递的过程设备,使热量从热流体传递到冷流体的设备。
在目前大型化工及石油化工装置中,采用各种换热的组合,就能充分合理地利用各种等级的能量,使产品的单位能耗降低,从而降低产品的成本已获得好的经济效益。
在化工厂中,换热器所占比例也有了明显提高,成为最重要的单元设备之一。
本设计说明书是关于浮头式换热器的设计,主要进行了换热器的工艺计算,换热器的结构和强度设计。
并且阐述了换热器的特点、换热器设备及其发展现状、国内发展趋势和研究热点以及换热器的分类,同时说明了浮头式换热器的优点,介绍了换热器的结构设计,换热器主要零部件结构的设计及压力容器常用材料等。
计算部分主要对浮头换热器的筒体、封头和法兰进行了详细的计算,并对其进行了水压试验的校核;还对换热管、管板、折流板、鞍座和钩圈等各个受压元件按照GB-150和GB-151的标准进行简单的结构设计,使其屈服应力在许用应力范围内。
除此之外,还参阅相关的设计手册及大量的文献,完成了各个零件图的绘制,还对一篇外文进行了翻译等工作。
关键词:浮头式换热器;换热管;校核Six tube heat exchangers designAbstractHeat exchanger is widely used in chemical,oilrefining ect.It is used in materials to carry on the thermal transmission the process. At present, in large-scale chemical industry and in the petroleum chemical industry installment, each kind of heat transfer the combination can reasonably use each rank fully the energy, cause the production the unit energy consumption to reduce, thus reduce the production the cost to obtain the high economic efficiency. Thus, in the large-scale chemical industry and in the petroleum chemical industry production process, the heat exchanger obtains the more and more widespread application. In the chemical plant, the heat exchanger accounted for the proportion also to have the distinct enhancement, became one of most important unit equipment.The design manual is about floating head heat exachanger, which included technology, calculate of heat exchanger, the structure and intensity of heat exchanger. And described the characteristics of heat exchanger, heat exchanger equipment and the development of the status quo, development trend of domestic and research hot spots and the classification of heat exchanger, floating head at the same time illustrates the advantages of heat exchanger. Introduced the structural design of heat exchangers, heat exchanger design of the structure of the main components and pressure vessels commonly used materials. The main part of the calculation of the cylinder, head and flange of the calculation in detail, and its verification of hydraulic test; also heat exchanger, tube sheet,baffle,circle hooks,such as saddles and all by pressure components in accordance withthe GB-150 and GB-151 standard for strength calculation, checking water pressure test intensity to yield stress in the range of allowable stress. In addition, see the related design manuals and a lot of literature, completed the mapping of various parts, but also a translation of a foreign languages and so on.Keywords :Floating Head Heat Exchanger; Heat Exchanger Tube;Check目录1 换热器概述 (1)1.1换热器的历史 (1)1.2换热器的概念及工作原理 (4)1.3换热器的分类 (4)1.4浮头式换热器的简介 (10)2浮头式换热器的设计 (11)2.1设备材料选择 (12)2.2设计参数的确定 (13)2.2.1设计压力 (13)2.2.2设计温度 (13)2.2.3厚度及厚度附加量 (14)2.2.4焊接接头系数 (14)2.2.5许用应力 (15)2.3结构的选择与论证 (16)2.3.1换热管 (16)2.3.2管板 (16)2.3.3管束分程 (17)2.3.4封头 (18)2.3.5折流板 (18)2.3.6开孔和开孔补强设计 (20)2.3.7法兰 (21)2.4各部件连接方式及结构 (22)3计算部分 (24)3.1后端管箱筒体计算 (24)3.1.1厚度计算 (24)3.1.2压力试验时应力校核 (25)3.1.3压力及应力计算 (25)3.2前端管箱封头计算 (26)3.2.1厚度计算 (26)3.2.2压力试验时应力校核 (27)3.2.3压力计算 (27)3.3前端管箱筒体计算 (27)3.3.1厚度计算 (28)3.3.2压力试验时应力校核 (28)3.3.3压力及应力计算 (29)3.4外头盖封头的计算 (29)3.4.1厚度计算 (30)3.4.2压力试验时应力校核 (30)3.4.3压力计算 (31)3.5浮头盖的设计计算 (31)3.5.1球冠形封头厚度计算 (31)3.5.2浮头法兰厚度计算 (33)3.6壳体圆筒计算 (41)3.6.1厚度计算 (41)3.6.2压力试验时应力校核 (42)3.6.3压力及应力计算 (42)3.7管板设计 (43)3.7.1符号说明 (43)3.7.2管板厚度计算 (44)3.7.3换热管的轴向应力校核 (47)3.7.4换热管与管板连接的拉脱力校核 (48)3.8开孔补强 (49)结论 (53)谢辞 (54)参考文献 (55)1 换热器概述换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,又称热交换器。
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钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。随着幞头式换热器的设计、制 造技术的发展,以及长期以来使用经验的积累,钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。 钩圈一般都为对开式结构,要求密封可靠,结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。 浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性, 在长期使用过程中积累了丰富的经验。 尽管近 年来受到不断涌现的新型换热器的挑战, 但反过来也不断促进了自身的发展。 故迄今为止在各种 换热器中扔占主导地位。 管子构成换热器的传热面,管子尺寸和形状对传热有很大影响。采用小直径的管子时,换热 器单位体积的换热面积大一些, 设备比较紧凑, 单位传热面积的金属消耗量少, 传热系数也较高。 但制造麻烦,管子易结垢,不易清洗。 大直径管子用于粘性大或者污浊的流体,小直径的管子用于较清洁的流体。 管子材料的选择应根据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。 换热器的管子在管板上的排列不单考虑设备的紧凑性, 还要考虑到流体的性质、 结构设计以 及加工制造方面的情况。管子在管板上的标准排列形式有四种:正三角形和转角正三角形排列, 适用与壳程介质清洁,且不需要进行机械清洗的场合。正方形和转角正方形排列,能够使管间的 小桥形成一条直线通道,便于用机械进行清洗,一般用于管束可抽出管间清洗的场合。 另外对于多管程换热器,常采用组合排列方法,其每一程中一般都采用三角形排列,而各程 之间则常常采用正方形排列,这样便于安排隔板位置。 当换热器直径较大,管子较多时,都必须在管束周围的弓形空间内尽量配置换热管。这不但 可以有效地增大传热面积,也可以防止在壳程流体在弓形区域内短路而给传热带来不利影响。 管板上换热管中心距的选择既要考虑结构的紧凑性, 传热效果, 又要考虑管板的强度和清洗 管子外表面所需的空间。除此之外,还要考虑管子在管板上的固定方法。若间距太小,当采用焊 接连接时,相邻两根管的焊缝太近,焊缝质量受热影响不易得到保证;若采用胀接,挤压力可能 造成管板发生过大的变形, 失去管子和管板间的结合力。 一般采用的换热管的中心距不小于管子 外径的 1.25 倍。 当换热器多需的换热面积较大,而管子又不能做的太长时,就得增大壳体直径,以排列较多
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置热强度等方面的研究取得了显著成绩。 换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率, 使企业 成本降低,效益提高。根据国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要, “十一五”期间我国经 济增长将保持年均 7.5%的速度。而石化及钢铁作为支柱型产业,将继续保持快速发展的势头, 预计 2010 年钢铁工业总产值将超过 5000 亿元,化工行业总产值将突破 4000 亿元。这些行业的 发展都将为换热器行业提供更加广阔的发展空间。未来,国内市场需求将呈现以下特点:对产品 质量水平提出了更高的要求,如环保、节能型产品将是今后发展的重点;要求产品性价比提高; 对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈;逐渐注意品牌产品的选用;大工程项目青睐大企业或 企业集团产品。 据统计,在一般石油化工企业中,换热器的投资占全部投资的 40﹪-50﹪;在现代石油化工 企业中约占 30﹪-40﹪;在热电厂中,如果把锅炉也作为换热设备,换热器的投资约占整个电厂 总投资的 70﹪;在制冷机中,蒸发器的质量要占制冷机总质量的 30﹪-40﹪,其动力消耗约占总 值的 20﹪-30﹪。由此可见,换热器的合理设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都十分 重要。 提高换热器传热性能并减小其体积, 在能源日趋短缺的今天更是具有明显的经济效益和社 会效益。 1.4 国外现状及发展趋势 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。现就几种新型换热器的特点简介 如下: 自 20 世纪 70 年代世界爆发能源危机以来, 对传统换热设备的强化传热研究逐渐兴起, 并主 要集中在两大方向上:一是开发新品种的换热器,如板式、螺旋板式、振动盘式、板翅式等,这 些换热器的设计思想都是尽可能地提高换热器的紧凑度和换热效率; 二是对传统的管壳式换热器 采取强化传热措施,也就是用各种异型强化管取代原来的光管,如螺纹管、横纹(槽)管、缩放 管、翅片管,或者在管内插入扰流物,如螺旋扭带、静态混合器等。 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
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大 学
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毕业设计(论文)开题报告
题 学 班 姓 学
目 : 院 : 级 : 名 : 号 :
六 管 程 浮 头 式 换 热 器 设 计 xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx xxxxxx
指 导 教 师 :
xxxx 年 xx 月
பைடு நூலகம்
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一、选题背景(含题目来源、选题目的、应用性及国内外研究现状)
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的管子。此时为了提高管程流速,增加传热效果,须将管束分程,使流体依次流过各程管束。 为了把换热器做成多管程,可在一端或两端的管箱中分别安置一定数量的隔板。
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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 %。相对于弓形折流板,螺旋折流 板消除了弓形折流板的返混现象、卡门涡街,从而提高有效传热温差,防止流动诱导振动;在相同 流速时,壳程流动压降小;基本不存在震动与传热死区,不易结垢。对于低雷诺数下(Re< 1 000) 的 传热,螺旋折流板效果更为突出。 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。 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,此种换热器能最大限度地消除管壳式换热器挡板的传热不活跃区,增 加了单位体积设备的有效传热面积。目前,所有的浮头式换热器均采用了外导流筒。 1.5 浮头式换热器的构成及特点 浮头式换热器的一端管板与壳体固定, 而另一端的管板可在壳体内自由浮动, 壳体和管束对 膨胀是自由的,故当两张介质的温差较大时,管束和壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可 拆结构,使管束能容易的插入或抽出壳体。 (也可设计成不可拆的) 。这样为检修、清洗提供了方 便。但该换热器结构较复杂,而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。因此在安装时要特别 注意其密封。 浮头换热器的浮头部分结构, 按不同的要求可设计成各种形式, 除必须考虑管束能在设备内 自由移动外,还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。 在设计时必须考虑浮头管板的外径 Do。该外径应小于壳体内径 Di,一般推荐浮头管板与壳 体内壁的间隙 b1=3~5mm。这样,当浮头出的钩圈拆除后,即可将管束从壳体内抽出。以便于进 行检修、清洗。浮头盖在管束装入后才能进行装配,所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的 必要空间。
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大幅度的飞跃。理论上也没有找到发展的明确方向,因而换热器技术进展不快。其主要问题表现 在以下几个方面。1、单位体积换热面积小,紧凑性差。2、传热系数小,效率低。3、可靠性差。 4、生产周期长,金属耗量大。5、组装、检修、维护困难。无论是换热器的研制者,还是换热器 的使用者,都追求换热器性能指标的完美。当前发展的基本方向是:继续提高换热器的热效率, 改进换热器结构的紧凑性,加速生产制造的标准化、系列化和专门化。管壳式换热器追求的目标 是:综合传热系数 K 值高;两侧流体的压力损失△P 值低;体积的紧凑度 a 值高;低廉的成本和 价格;性能持久和使用寿命长;制造容易和操作方便。 从什么角度分析中国管壳式换热器产业的发展状况?以什么方式评价中国管壳式换热器产 业的发展程度?中国管壳式换热器产业的发展定位和前景是什么?中国管壳式换热器产业发展 与当前经济热点问题关联度如何„„诸如此类, 都是管壳式换热器产业发展必须面对和解决的问 题——中国管壳式换热器产业发展已到了岔口; 中国管壳式换热器产业生产企业急需选择发展方 向。 中国管壳式换热器产业发展研究报告阐述了世界管壳式换热器产业的发展历程, 分析了中国 管壳式换热器产业发展现状与差距,开创性地提出了“新型管壳式换热器产业” 及替代品产业 概念,在此基础上,从四个维度即“以人为本”“科技创新”“环境友好”和“面向未来”准确 、 、 地界定了“新型管壳式换热器产业” 及替代产品的内涵。根据“新型管壳式换热器产业” 及替 代品的评价体系和量化指标体系, 从全新的角度对中国管壳式换热器产业发展进行了推演和精准 预测, 在此基础上, 对中国的行政区划和四大都市圈的管壳式换热器产业发展进行了全面的研究。 换热器的发展前景:换热器的所有种类中,管壳式换热器是一个量大而品种繁多的产品,由 于国防工业技术的不断发展,换热器操作条件日趋苛刻,迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度 材料。近年来,我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有 不同程度的进展,其中尤以钛材发展较快。钛对海水、氯碱、醋酸等有较好的抗腐蚀能力,如再 强化传热, 效果将更好, 目前一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。 对材料的喷涂, 我国已从国外引进生产线。 铝镁合金具有较高的抗腐蚀性和导热性, 价格比钛材便宜, 应予注意。 近年来国内在节能增效等方面改进换热器性能,提高传热效率,减少传热面积降低压降,提高装
1.1 课题的目的 通过此次换热器的设计,正确系统地认识换热器,了解其设计过程,掌握其设计方法。运用 所学到的知识解决设计时的实际问题。 学会查阅和熟练使用参考文献, 为以后的工作积累宝贵经 验。 1.2 课题的意义 节约能源是当今世界的一种重要社会意识, 是指尽可能的减少能源的消耗、 增加能源利用率 的一系列行为。加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施, 从能源生产到消费的各个环节,降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费,有效、合理地利 用能源。 《中国人民共和国节约能源法》指出“节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与 开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。 ”在各国下大力量寻找新的能源以及在节约能源上 研究新途径, 换热设备的研究受到世界各国政府以及研究机构的高度重视, 在研究投入大量资金、 人力资源配备足够的情况下,一批具有代表性的高效能换热器和强化传热元件诞生。目前,在我 国石油化工产业换热器受到普遍的重视, 而换热器的广泛应用性, 决定了换热器换热性能的改善, 设计理论的不断创新, 企业经济的收益和工业的飞速发展,都具有一定的积极作用,为节约能源和 保护环境有显著的贡献。 1.3 国内现状及发展趋势 对国内换热器市场的调查表明,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。 换热器是一种高效紧凑的换热设备, 它的应用几乎涉及到所有的 工业领域,而且其类型、结构和使用范围还在不断发展。近年来,焊接型板式换热器的紧凑性、 重量轻、制冷性能好、运行成本低等优越性已越来越被人们所认识。随着我国经济的发展,换热 器技术的发展, 特别是各种大型的工业制冷装置和空调用制冷装置发展迅速, 这为各种换热器的 应用提供了广阔的市场。 近几十年来,换热器技术有所发展,但比较缓慢,综合传热系数始终在 60 左右徘徊,没有