螺旋折流板换热器开题报告

1、化工学院毕业论文（设计）开题报告题目：螺旋折流板式换热器的设计专业：过程装备与控制工程姓名：班级：过控08-2班学号：06082908指导教师:一、概述和设计目的折流板是提高换热器工效的重要部件。传统换热器中最普遍应用的是弓形折流板，由于存在阻流与压降大、有流动滞死区、易结垢、传热的平均温差小、振动条件下易失效等缺点，最近几年来慢慢被螺旋折流板所取代。理想的螺旋折流板应具有持续的螺旋曲面。由于加工困难，目前所采纳的折流板，一样由假设干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接，形成近似的螺旋面。在折流时，流体处于近似螺旋流动状态。相较于弓形折流板，在相同工况下，如此的折流板（被称为非持续型螺旋折流板

2、）可减少压降45%左右，而总传热系数可提高20%30%,在相同热负荷下，可大大减小换热器尺寸。尽管非持续螺旋折流板的加工技术比较成熟，在石化行业也已取得推行应用，但仍存在诸多不足的地方。例如，扇形板连接处成非滑腻的锐角过渡，对轴向运动的流体存在反压，流体通过时的突然转向会造成能量损失，在螺旋角较大时能耗更严峻；相邻两片扇形板空间对接时，必需附加角接板才能填补裂缝，既费工又废料，又增大了流体的阻力。相较之下，具有理想螺旋曲面的持续型螺旋折流板有着更好的传热与流动特性，但在实际应历时必需第一解决其加工难题。螺旋折流板换热器的提出基于如此一种思想：通过改变壳侧折流板的布置，使壳侧流体呈持续的螺旋状流

3、动。因此，理想的折流板布置应该为持续的螺旋曲面。可是，螺旋曲面加工困难，而且换热管与折流板的配合也较难实现。考虑到加工上的方便，采纳一系列的扇形平面板（称之为螺旋折流板）替代曲面相间连接，在壳侧形成近似螺旋面，使壳侧流体产生近似持续螺旋状流动。一样来讲，出于加工方面的考虑，一个螺距取24块折流板，相邻折流板之间有持续搭接和交织搭接两方式，按流道又可分为单螺旋和双螺旋两种结构。本次设计的螺旋折流板式换热器是我之前学习所没有接触过的，在传统的学习知识上面添加了一些新的元素，使得设计更具色彩性，同时主线没有改变，仍然是列管式换热器。在设计进程中，一方面能够温习和巩固之前学习的知识，另外又能够拓展思维

4、，查阅资料以扩展知识面，培育创新思维，以达到培育创新性人材的目的。二、螺旋折流板式换热器国内外研究现状和进展趋势涡旋或螺旋流动一直是强化传热的有效手腕,从壳侧流体由纵向或蛇形横向流动方向改变成螺旋状流动的角度产生了螺旋折流板换热器的构思,但由于持续螺旋曲面的加工及安装难度专门大,20世纪八、九十年代捷克科学家发明了非持续的1/4螺旋形折流板换热器,采纳一系列1/4扇形折流平板来代替螺旋曲面。此项技术后被美国AB公司买断，后又转让给CB&I公司,据ABBLummusHeattransfer公司发布,自19942007年3月该公司共完成349个项目,共计1350台（套）螺旋折流板换热器的设

5、计和制造。我国大庆石油化工机械厂等单位也参与了应用ABB公司技术的部份制造和应用实践。其他还有一些单位那么选择自主开发,近几年也取得了一些进展。很多研究者采纳数值模拟和实验研究手腕,对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器进行对照。结果说明,螺旋折流板换热器的单位压降的换热系数性能要优于弓形折流板换热器,并大致确信性能最正确时的螺旋角或倾斜角为40度左右。在1/4螺旋折流板换热器问世后的近20年里,未见有国内外同行就1/4螺旋折流板方案不适合正三角形排列布管之事进行质疑，几乎无人考虑布管方式与折流板结构设计的关联。针对以上问题，陈亚平提出了三分螺旋折流板换热器，其结构如图4所示，并申请了国家发明专

6、利。三分螺旋折流板换热器除秉承了1/4螺旋折流板换热器的诸多优势外，还专门适合于正三角形布管方案，且可减少折流板零件。该项创新将使原先很难大规模应用的螺旋折流板式换热器具有了普及应用的可能。图4三分螺旋折流板换热器结构示意图三、设计研究技术线路和目标1设计研究技术线路第一查阅相关文献资料了解螺旋折流板式换热器的大体原理、性质及应用，在化工生产中的地位和作用、换热器应用的现状和进展趋势、设计的理论基础、技术线路及其意义，对螺旋折流板式换热器设计有一个大体上的熟悉和明白得。然后确信螺旋折流板式换热器的结构和类型、操作条件的选择和操作方式选择。对换热器进行热量衡算、物料衡算、传热面积的确信、压力降计

7、算等，确信各结构部件所需参数，并对各结构部件进行合理安排，确信换热器的大体组成。紧接着进行换热器壳体、管箱短节、封头厚度确信，容器法兰、螺栓、垫片附件的校核计算，管板厚度的计算，开孔补强计算，确信出换热器的最终形式。最后，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。2目标查阅国内外相关文献资料，完成换热器的工艺计算、结构设计及强度校核。尽力提高换热器的换热效率。在设计进程中总结体会教训，并斗胆创新，取得更多关于换热器的知识，不管为尔后的工作仍是此刻的学习都能奠定必然的基础。四、研究内容和拟解决的关键问题1研究内容第一部份：预备工作查阅相关文献资料了解浮头式换

8、热器的大体原理、性质及应用。在化工生产中的地位和作用、换热器应用的现状和进展趋势、设计的理论基础、技术线路及其意义。第二部份：工艺计算及结构设计浮头式换热器的结构和类型、操作条件的选择和操作方式选择。热流量计算、传热系数计算、传热面积的确信、壳程阻力及压力降计算。第三部份：要紧受压元件强度计算换热器壳体、管箱短节、封头厚度确信，容器法兰、螺栓、垫片的校核计算，管板厚度的计算，开孔补强计算。第四部份：运算机画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，并完成英文资料翻译的编写。2关键问题换热器性能关键在于换热器的换热效率。因此在本设计中，关键在于如何布置列管和如何进行螺旋折流板的设计和放置。以求更好的换热成效，尽可能的去参考国内外最新的研究进展。五、打算安排和预期功效1打算安排序号设计各阶段内容时间安AE1查阅相关资料，确定设计方案和论文结构第6至7周2完成开题报告，进行换热器的热力计算和准备中期答辩第8至10周3完成设计书第11至13周4进行图纸的绘制第14至15周5书写设计说明书，打印论文、图纸第16至17周6准备毕业论文答辩第18周2预期功效(1)设计出知足工艺条件的换热器设计；(2)用运算机绘出很多于3张零号图纸的设计图;六、参