喷射式壳管换热器设计1

PAGE毕业设计（论文）开题任务书学院机械工程学院教学系制冷及低温工程系专业班级学生姓名学号毕业设计（论文）题目喷射式壳管换热器设计题目来源B题目类型B毕业论文（论文）下达任务时间2023年12月05日毕业论文（论文）完成期限2023年12月至2024年6月选题的目的和意义在双碳目标的时代背景下，节能减排的必要性毋庸置疑。制冷空调装置的大规模生产，需要使用大量制冷剂。目前使用的制冷剂以人工合成的卤代烃类工质为主，包括氯氟烃(CFCs)、氢氯氟烃(HCFCs)、氢氟烃(HFCs)、氢氟烯烃(HFOs)等。这些人工合成工质排放至自然环境中，必定会对环境产生影响;如现有制冷空调产品中应用最广泛的主流HCFCs和HFCs制冷剂，有数十倍甚至万倍于CO2的温室效应，其中HCFCs还破坏臭氧层。因此，减少制冷剂使用量是保护地球生态环境的必然要求。蒸发器是空调冷水机组中的重要部件，冷凝过后的高压液体制冷剂经节流后进入蒸发器，与冷冻水进行换热，气化吸热，从而达到制冷的效果。目前，空调冷水机组中蒸发器的型式主要有满液式蒸发器、干式蒸发器和降膜式蒸发器，各有其缺点。满液式蒸发器需要注入大量的制冷剂，有悖于当前减少HCFCs类制冷剂使用量的行业发展要求。干式蒸发器制冷剂走管程，管道内液体分配不均匀现象明显，影响了传热管束整体效率的发挥；当部分管道内余液存积较多时，回气过热度小，导致膨胀阀开度不足使整个系统供液不足。降膜蒸发技术高效传热、制冷剂充灌量低的特点迎合了目前行业中制冷剂减量替代的趋势。在管束布液时未能覆盖所有换热管时，会出现干蒸的区域，减小总体的传热系数，总之，降膜蒸发器的液膜分布十分依赖布液器的设计，很难达到理想中的纯降膜蒸发。近年来发展了新型冷却技术，喷雾冷却技术是借助高压气体或依赖液体本身的压力通过喷嘴将液体工质雾化为微液滴群喷射到热表面，依靠射流冲击、强对流以及液滴相变带走大量热量。喷雾冷却过程中喷嘴喷出的是雾状小液滴，液滴直接作用到更广泛的区域，更易于发生相变换热，提高换热系数，冷却效果更佳，被冷却表面温度分布更趋一致，且采用液体直接冷却可以减小因热沉引起的传热热阻。因此被认为是一种极具发展潜力的高效高热流密度冷却方式。二、研究内容本课题将喷雾制冷与管壳式蒸发器结合，拟设计出一款新型喷射式壳管换热器。要求学生根据现有文献明确喷射式换热系数，并进行结构优化设计，最终给出其制冷剂充注量计算方法和结果。三、研究方法1.熟练掌握SOLIDWORKS和CAD。2.使用SOLIDWORKS和CAD软件对喷射式壳管换热器进行建模，其中包括雾化喷嘴、换热管、壳体，并设计出合理的雾化喷嘴以及换热管排布情况。3.最终给出设计说明书和设计图纸。四、写作要求1.毕业设计（论文）必须由学生本人独立完成，不得弄虚作假，不得抄袭他人成果。2.毕业设计（论文）中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，文字流畅，字迹工整，结论正确。3.毕业设计（论文）中所使用的度量单位一律采用国际标准单位。图纸绘制、实验数据、各种标准资料的运用和引用都要符合有关规定。4.对论文中的图或表要给予解释，统一标上编号和图题，安排于相应位置。若同类图表数量过多，也可作为附录列于论文后面。5.参考文献著录格式要符合国标。指导教师签字系主任签字工作进度计划1、2023.12.06-2024.02.20分析课题，收集相关文献资料并开始着手写开题报告；掌握基本软件功能；2、2024.02.20-2024.03.25明确设计要求，进行设备的设计计算与校核；3、2024.03.25-2024.04.29进行图纸绘制；4、2024.04.29-2024.05.20进行论文撰写；5、2024.05.20-2024.05.30进行修改完善，准备答辩。主要技术参数或参考文献（可另附页打印）主要技术参数：明确制冷剂、制冷量、换热器换热系数、换热面积、管排方式、喷嘴布置方式等。完成设计说明书和设计图纸，符合天津商业大学毕业设计相应要求。参考文献：[1]宋哲.管壳式蒸发器制冷剂均分特性和传热性能研究[D].东南大学,2021.DOI:10.27014/ki.gdnau.2021.002395[2]黄朝宗.热泵型新能源汽车空调系统设计及实验研究[D].合肥工业大学,2017.[3]刘巍.微通道蒸发器的优化设计及流量分配特性研究[D].南京航空航天大学,2013.[4]钱颂文.换热器设计手册[B].化学工业出版社，2006.说明：1、题目来源：A-选题