管壳式换热器开题报告
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。
换热器开题报告正文
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。
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。
不同折流板管壳式换热器数值模拟的开题报告
不同折流板管壳式换热器数值模拟的开题报告一、选题背景换热器是工业领域常用的设备之一，用于将不同介质中的热量传递给另一介质。
折流板管壳式换热器是一种流量分离式热交换器，适用于低到中等粘度的流体。
由于其结构的独特性质，它经常被应用于石化工业、制药工业和食品工业等领域。
在实际应用过程中，有必要对其流动特性进行深入的研究，以便优化其性能，提高换热效率。
因此，数值模拟成为了研究折流板管壳式换热器流动特性的有效手段。
二、研究目的和意义本研究旨在通过数值模拟，探究不同折流板形状对折流板管壳式换热器流动特性的影响，并研究优化设计方案，提高换热器的效率。
同时，对于相关领域的工作人员，本研究具有一定的参考价值和指导作用。
三、研究方案和方法1. 前期调研：对折流板管壳式换热器的结构、工作原理、流动特性等进行了了解，并收集了相关的文献资料。
2. 建模与网格划分：采用建模工具对折流板管壳式换热器进行建模，并利用计算流体力学软件对管壳换热器进行网格划分。
3. 边界条件设定：设定流体的入口流速、温度和压力，以及出口流速、温度和压力等边界条件。
4. 数值模拟计算：采用数值方法对流体在换热器内部的流动状态进行模拟计算，并分析其流动特性。
5. 结果分析和优化设计：对模拟结果进行分析，分析不同折流板形状对流动特性的影响，并提出优化设计方案。
四、预期结果与成果本研究预计能够通过数值模拟，深入研究不同折流板形状对折流板管壳式换热器流动特性的影响，并为换热器的优化设计提供一定的参考意见。
同时，陈述研究成果，撰写学术论文，并发表在相关领域的期刊或学术会议上，以分享研究结果。
五、研究难点和不足1. 折流板管壳式换热器具有大量的变量，数值模拟中需要对多个参数进行精确的设定和控制。
2. 数值模拟结果的精确性受到计算方法，模型和边界条件的影响。
3. 本研究的数据来源主要依靠文献中的标准值和研究成果，样本大小可能会有限，需要用更多的数据来验证结论的可靠性。
U形管式换热器管板研究与优化开题报告
U形管式换热器管板研究与优化开题报告一、研究方向本次研究的方向为U形管式换热器管板的研究与优化，主要关注U 形管式换热器管板的热传导性能、流阻特性及其优化方法。
二、研究背景U形管式换热器是一种广泛应用于各种工况下的换热设备，其优点是结构紧凑、传热效率高、应用范围广泛等。
U形管式换热器主要由管壳体和管板组成，其中管板是直接影响换热器传热效率和流阻特性的重要部件。
目前，对于U形管式换热器管板的研究主要集中在材料选择、结构设计和制造工艺优化等方面，对于其热传导性能和流阻特性的研究尚不深入。
三、研究目的本次研究旨在探究U形管式换热器管板的热传导性能和流阻特性，通过分析管板的结构、材料和流道设计等要素，探讨其优化方法，为提高换热器的传热效率和流体的运行性能提供理论依据和实践指导。
四、研究内容1. U形管式换热器管板的结构分析与建模通过对U形管式换热器管板的结构进行建模和分析，探究其内部的热传导路径和热传导特性，为后续的仿真分析提供基础和理论依据。
2. U形管式换热器管板的热传导性能分析以ANSYS等多物理场仿真软件为工具，利用有限元分析方法对U形管式换热器管板的热传导性能进行仿真分析，研究其传热特性，探讨其改进与优化方法。
3. U形管式换热器管板的流阻特性分析利用计算流体力学（CFD）方法对U形管式换热器管板的流阻特性进行分析，探讨其设计参数对于流体流动的影响，研究其优化方法。
4. U形管式换热器管板的优化设计基于热传导性能和流阻特性分析结果，对U形管式换热器管板的结构、材料和内部流道进行优化设计，以提高其传热效率和流体流动性能，实现最佳化设计。
五、研究意义本研究的成果可以为U形管式换热器的热传导性能和流阻特性优化提供理论指导，为热传导、流体流动及传热增强领域的研究提供新思路和参考案例，具有较好的经济和社会效益。
开题报告U形管换热器
（1）课题的来源、选题的目的和意义换热器是在工业生产中实现物料之间热量传递过程的一种设备，自从21世纪以来，各国的换热器水平都有了长足的发展，我国的换热器技术在我国各方面人才的努力下也有了很大提高，本次设计就是在已有的计算基础上进行的，此次设计强调了节能与效率这两大主题。
在查阅了《管壳式换热器原理与设计》《传热学》等书的基础上，结合换热器设计的资料，进行了这次设计。
1.1换热器在化工生产中的应用换热器是在工业生产中实现物料之间热量传递过程的一种设备，它是化工，炼油、动力、油田储运集输系统和原子能及其许多工业部门广泛应用的一种通用设备，是保证工艺流程和条件，利用二次能源实现余热回收和节约能源的主要设备。
在化工厂换热器约占总投资的10%-20%;在炼油厂换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%。
由于工艺流程不同，生产中往往进行着加热、冷却、蒸发或冷凝等过程。
通过换热器热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺需要。
1.2换热器的分类及其特点换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用非常普遍，特别是在耗能用量十分大的领域。
随着节能技术的飞速发展，换热器的种类开发越来越多。
适用于不同介质、工况、温度和压力的换热器，其结构和型式也不相同。
按使用目的不同，换热器可分为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
由于使用条件和工作环境不同，换热器又有各种各样的形式和结构。
在生产中有时把换热器作为一个单独的化工设备，有时则把它作为某一工艺设备中的组成部分，按传热原理和实现热交换的方法，换热器可分为间壁式、混合式及蓄热式3类，其中间壁式换热器应用最普遍。
间壁式换热器在各工业部门中使用极其广泛，担负着各种换热任务，例如用以加热、蒸发、冷凝和废热回收等。
由于它们的使用条件和要求差别很大，如容量、温度、压力和工作介质的性质等，涉及的范围极广，因此换热器的结构型式也多种多样。
间壁式换热器，从作为换热面的间壁形式看，主要分为管式和板式两大类。
热管换热器设计开题报告
热管换热器设计开题报告热管换热器设计开题报告一、引言热管换热器作为一种高效的换热设备，在工业和科学领域得到了广泛的应用。
它利用热管内的工作介质在高温和低温区域之间传递热量，实现了高效的换热过程。
本文旨在探讨热管换热器的设计原理、性能优化以及应用前景，为后续的实验和研究提供理论依据。
二、热管换热器的工作原理热管换热器由热管和外壳组成。
热管内充满了工作介质，通常是液态或气态。
当热管的一端暴露在高温区域，工作介质受热蒸发，形成高压蒸汽。
高压蒸汽在热管内传递到低温区域，然后通过冷凝转变为液态。
液态工作介质在热管内的毛细作用下返回高温区域，完成一个循环。
通过这个循环过程，热管换热器实现了高效的热量传递。
三、热管换热器的性能优化为了提高热管换热器的性能，需要从几个方面进行优化。
首先，选择合适的工作介质对热管换热器的性能至关重要。
不同的工作介质具有不同的热物性参数，如导热系数和汽化潜热等，这些参数直接影响热管的换热效果。
其次，热管的尺寸和结构也需要进行优化。
热管的长度、内径和壁厚等参数会影响热管内的工作介质流动和传热特性。
最后，热管换热器的外壳设计也需要考虑。
合理的外壳结构可以提高热管的稳定性和耐压性，确保热管在高温和高压环境下正常工作。
四、热管换热器的应用前景热管换热器在许多领域都有广泛的应用前景。
首先，在航天领域，热管换热器可以用于航天器的温度控制和热管理，提高航天器的工作效率和寿命。
其次，在电子设备领域，热管换热器可以用于散热，保证电子设备的正常运行。
此外，热管换热器还可以应用于核能和新能源领域，提高能源利用效率和环境保护水平。
随着科学技术的不断发展，热管换热器的应用前景将更加广阔。
五、结论本文探讨了热管换热器的设计原理、性能优化以及应用前景。
热管换热器作为一种高效的换热设备，在工业和科学领域具有重要的应用价值。
通过选择合适的工作介质、优化热管的尺寸和结构，以及合理设计外壳结构，可以进一步提高热管换热器的性能。
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管壳式换热器开题报告
篇一：换热器开题报告
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目：
学院：
专业班级：过程装备与控制工程
学生姓名：
指导教师：
开题时间： XX年 10 月 18 日
指导教师评阅意见
1.课题的目的和意义
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。
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。
本课题所设计的冷却器，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，设计换热器
产品。
熟悉压力容器设计的基本要求，掌握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去，为以后的工作和学习打下扎实的基础。
[1][2][3][4]
2.国内、外现状及发展趋势
2.1国内情况
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。
[5]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XX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。
[6][7][8][9]
2.2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—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。
对于低雷诺数下的传热螺旋折流板效果更为突出。
换热器广泛地应用在工农业各个领域，在炼油、化工装置中换热器占总设备量和设备投资的40%左右。
在换热器设备中，因管壳式换热器具有结构坚固、可靠性高、适应性大、材料范围广等优。
市场供需关系是影响市场变化的主要因素，在激烈地市场竞争中，企业及投资人能否全面准确地了解自己以及所处的环境，做出适时有效的市场决策是制胜的关键。
市场供需情况就是为了解行情、分析环境提供依据，是企业了解市场和把握发展方向的重要手段，是辅助企业决策的重要工具。
除了一些新材料新型换热设备外管壳式换热器需求量依然很大，因此近一步发展管壳式换热器将会前途
远大。
[10][11][12][13]
3.课题的主要工作
本台设计的换热器是一台BEM700汽-水换热器，主要完成冷却水—水蒸气的热量交换，设计压力为管程1.0MPa，壳程压力为1.0MPa，管程冷却水进，出口温度分别为80oC和95oC，流量G2=XX0Kg/h。
壳程水蒸气进、出口温度分别为170oC和100oC，运用所学的知识，独立解决设计中碰到的以下问题：
（1）设计方案简介
对给定或选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要论述。
（2）根据原始数据进行工艺计算
物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
（3）主要受压元件强度计算
计算热交换器各部件尤其受压部件（如壳体）的应力大小，检查其强度是否在允许范围内。
在考虑强度时，应该尽量采用中国生产的标准材料和部件，按照国家压力容器安全技术规定进行计算或核算。
（4）计算机绘图及说明书的编写
利用AutoCAD软件绘制出固定管壳式换热器的装配图及各个零件图，并编写说明书。
4.完成课题所需的条件
U形管换热
器、压力表、温度表、计算机、CAD软件，《钢制压力容器》、《钢制管壳式换热器》、《压力容器法兰》、《管壳是换热器》、《管壳是换热器原理与设计》等参考资料。
[14][15][16][17]
5.课题的进度安排
第1-2周：搜索文献资料，完成外文翻译
第3-4周：完成开题报告
第5-6周：查询各方面资料，熟悉课题，对课题形成直观的了解，实地考察搜集资料
第7-8周：整理资料，对设计中可能用到的软件进行熟悉，查找相关专业资料
第9-10周：初步设定设计方案，通过反复比较验证从中并选择最优方案
第11-12周：初步进行设计，结合专业资料，反复论证设计的合理性，依据设计步骤绘制简图等
第13-14周：论文初稿提交指导老师审阅
篇二：换热器开题报告
毕业设计开题报告
篇三：列管式换热器设计的开题报告
西安交通大学
毕业设计（论文）开题报告
题目
学生姓名
学号
专业
指导教师
煤油卧式列管式冷却器的设计李岩 3160009 化学工程与工艺韩小龙。