换热器设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告题目名称：50kW壳管式干式蒸发器设计 院系名称：能源与环境学院班 级：学 号：学生姓名：指导教师：2014 年 03 月一、文献综述（课题来源、研究目的与意义、国内外研究现状与发展趋势，要求详细列出参考文献）1.课题来源本课题是100kW壳管式干式蒸发器设计。2.研究目的与意义干式壳管蒸发器（以下简称干式蒸发器）作为一种传统的换热器型式在风冷热泵和中低效的冷水机组中有着非常广泛的应用，它的优点是既可以节省制冷剂的充注量同时又具备良好的回油性能。3. 国内外研究现状与发展趋势目前在国内的冷水机组中，蒸发器主要有以下几种形式：满液式、干式、降膜式、板式和套管式。在大中型的冷水机组中，壳管式换热器是最主要的换热器形式，考虑到成本和结构尺寸的限制，板式和套管式换热器主要应用于小型的涡旋和螺杆机组。壳管式蒸发器主要有干式和满液式两种，对于热泵机组，考虑到能够在制冷制热两种工况下运行，干式换热器还是绝对的首选，满液式蒸发器在热泵上的应用相对来说还不成熟。对于冷水机组，由于满液式蒸发器具有更高的换热性能，已经受到越来越多的制冷设备制造商的青睐，但是其致命的弱点是机组的回油问题，特别是在低温工况下尤为严重，增加回油设备一方面增加了成本另一方面也降低了机组的可靠性。干式蒸发器的应用则相对要成熟很多，采用干式蒸发器不需要单独的换热器回油设计，但是其缺点是系统效率却会有所降低。干式换热器性能接近板式换热器，但对于象R134a这类环保的替代工质，板式换热器在稍大的冷量范围内性能会因为制冷剂分配不均而有所降低而且价格一般偏贵。随着国内空调行业的迅猛发展和新的国家强制性空调能效标准的颁布，高效和环保已经成为制冷空调行业的发展方向，因此对于在新型工质下如何提高这种运行可靠的传统换热器型式干式蒸发器性能的研究是个很有意义的课题。4.参考文献1GB 151-1999.管壳式换热器S.中华人民共和国国家标准.2GB 150-1998.钢制压力容器S.中华人民共和国国家标准.3GB/T 28712-2012.热交换器型式与基本参数S.中华人民共和国国家标准.4钱颂文.换热器设计手册M.北京：化学工业出版社，2006.5许文.新编换热器选型设计与制造工艺实用全书M .北方工业出版社，2006.6史美中，王中铮.换热器原理与设计M. 南京：东南大学出版社，2009：39-107.7王志远.制冷原理与应用M.北京：机械工业出版社，2009：190-210.8杨世铭，陶文铨.传热学M.北京：高等教育出版社，1998：459-509.9彦启森.制冷技术及其应用M .北京：中国建筑工业出版社，2006.10陈沛霖.空调与制冷技术M .上海：同济大学出版社，1999.11朱聘冠.换热器原理及计算M .北京：清华大学出版社，1987.12钱颂文.管壳式换热器没计原理M .广州：华南理工大学出版社，1990.13吴凯东.干式蒸发器强化传热与节能研究D.广州：华南理工大学，2010.14潘丽君.满液式蒸发器与干式蒸发器的区别J.制冷技术，2011.15刘斌.干式蒸发器的应用和优化设计J.亚洲特灵研发中心，2005.16宋宝.防止干式蒸发器换热管泄漏的优化设计J.低温与特气.2011.17司少娟，陈亚标.双回路紧凑型干式蒸发器的设计J.低温与超导，2011.18潘丽君.满液式蒸发器与干式蒸发器的区别J.制冷技术，2011.19刘殿宇.双管程液体分布器的设计. J.化工设备与管道，2011.20尹斌，丁国良.R134a冷水机组干式蒸发器两种模型比较J.建筑热能通风空调，2006.二、研究目标与主要内容1.研究目标本次设计的蒸发器是50kW壳管式干式蒸发器，主要完成的是冷冻水和制冷剂之间的热量交换，在设计工况下能够正常运行，达到预期的标准，材料选择达到设计压力的要求，换热器尽可能的减少泄漏。同时在保证技术条件的前提下，换热器外观设计尽量美观，整体尺寸尽量小。2.主要任务1）设计条件的确定，包括压缩机型号及容量的确定，制冷工况（冷冻水进出口水温、冷却水进出口水温，蒸发温度、冷凝温度）的确定；2）设计方案的选择，包括不同的蒸发温度，采用不同的换热内管；3）设计方案的比较，采用不同的方案分别计算换热面积和换热量，进行比较；4）设计方案的确定，根据计算结果比较方案之后选择合适的方案；5）总体结构设计，包括以下步骤：a.管箱设计，选择管箱短节，分程隔板的材料、尺寸及管箱深度；b.筒体设计，选择合适的材料，计算结构尺寸；c.换热介质进出口设计，确定进出口的形式、位置以及口径大小；d.端盖设计，选择端盖形式，计算所受内压和外压；e.管板设计，确定连接形式，计算最小厚度；f.拉杆和定管距，确定拉杆的结构形式、直径和数量、布置及定管距结构尺寸；g.折流板设计，选择折流板形式、尺寸及板间距；h.旁路挡板设计，确定挡板数目、尺寸及安装方式；i.容器法兰及支座的选取；j.强度校核，对上述步骤确定的结构尺寸材料形式进行强度校核，如不满足要求需重新进行结构设计、再校核，直至符合要求。6）设计说明书的撰写7）对整体蒸发器设计的审核、修改、打印、答辩。三、拟采取的研究方法、及技术路线等1.参阅换热器设计手册钱颂文著2.设计工况的确定3.设计方案的确定4.蒸发器总体结构设计5.蒸发器各部件的选择6.三维分析软件对所选各结构进行受力分析校核7.总结、修改、撰写设计说明书四、论文工作进度安排（内容、步骤、时间）第12周：阅读相关资料，外文文献翻译，；第36周：撰写开题报告，开题报告修改及开题答辩；毕业实习，撰写实习报告； 第78周：形成设计思路方案，设计工况确定，设计方案选择与比较，中期答辩；第910周：设计方案的完善及确定，总体结构设计布置及校核；第1112周：撰写设计说明书，绘制换热器二维、三维图纸；第13周：修改设计图纸、设计说明书；第14周：上交设计图纸及设计说明书，指导老师评阅，准备毕业答辩；第15周：毕业答辩，毕业设计修改。五、预期成果、主要特点及创新点1.预期成果：1）毕业设计实习报告2）外文翻译3）开题报告4）设计说明书a)设计概况及主要设计参数b)设计方案选择c)设计方案比较、确定d)总体结构布置设计e)各部件选型及校核5）工程设计图a)蒸发器整体三维图b)蒸发器外观尺寸图c)蒸发器剖视图2.主要特点1）润滑油随制冷剂进入压缩机，一般不存在积油问题；2）充灌的制冷剂少，一般只有满液式的1/3 左右；3）蒸发温度在0附近时，水不会冻结；4）制冷剂有多个流程，在端盖转弯处如处理不好会产生积液，从而使进入下一个流程的液体分配不均匀，影响传热效果；5）水侧存在泄漏问题，由于折流板外缘与壳体间一般有1-3mm间隙，与传热管之间有2mm左右的间隙，因而会引起水的泄漏。六、为完成课题已具备和所需的条件1.换热器相关设计手册和国标2.熟练使用Auto CAD绘图软件和三维绘图软件3.配套压缩机选型和内管外壳等的选材资料4.实地参观学习类似蒸发器七、预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施1.可能会遇到的问题1）开始阶段蒸发器设计的整体思路不清楚2）方案对比的问题以及确定3）蒸发器总体结构设计的问题4）选材的问题5）