开题报告-F170固定管板式换热器设计

开题报告题目F170固定管板式换热器设计学生姓名班级学号专业1课题任务的学习与理解1.1对设计课题换热器的分析与简述换热器（英语翻译：heatexchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器是化工，石油，动力，食品，制药，能源及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器即可是一种单元设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备，根据统计热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%,有的甚至高达30%，其重要性可想而知。换热器按照结构形式可分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管换热器、填料函式换热器、板式换热器。此次着重介绍固定管板式换热器，固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备。1.2对本次课题设计目的的叙述毕业课题设计是对我们大学四年所学知识的最后一次全面检验，基本（2）通过综合运用所学理论知识、生产实践和设计实践知识，进行难度较大的塑料模具设计，全面提高我们独立分析问题和解决问题的能力，为我们以后的工作打下良好的基础。2设计题目研究现状概述二十世纪20年代出现了板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，其结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊发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、钎焊和密封的技术的发展，换热器制造技术得到进一步的完善，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造出热管式换热器。近年来，国内在节能增效等方面改进换热器的性能，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的成绩。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，提高了效益。根据国民经济和社会发展，“十一五”期间我国经济增长将保持年均7.5%的速度。而石化、钢铁作为支柱型产业，将继续保持快速发展的势头，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。据统计，在现代石油化工企业中，换热器的投资占全部投资的30%-40%，在热电厂中，如果把锅炉也作为换热设备，换热器的投资约占电厂总投资的70%。由此可见，换热器的合理设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都是十分重要的。如今能源危机，为了节能降耗，提高工业生产的经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效换热设备。这些年来，换热器的开发与研究成为人们关注的课题。大量的强化传热技术应用于工业装置，我国换热器产业在技术水平上获得了快速提升，板式换热器日渐崛起。与此同时，近几年，我国在大型管壳式换热器、大直径螺纹锁紧环高压换热器、高效节能板壳式换热器、大型板式空气预热器方面也获得了重大突破。而且随着制造技术的进步，强化传热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与换热工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，并已在化工、炼油、石油化工、制冷、空分及制药各行业得到了应用于推广，取得了较大的经济效益。最近几十年来板式换热器发展很快，主要表现在：（1）板式换热器的种类越来越多，技术性能越来越好，应用范围越来越广。从可拆式板式换热器发展到钎焊式板式换热器；从半焊接式、全焊接式发展到板壳式换热器；从对称型发展到非对称型；从对称流道发展到宽窄流道、宽宽流道；从波深为3-5mm的一般板发展到波深为2-2.5mm的浅密波纹板。（2）板式换热器的技术性能越来越好。工作温度从可拆式的26℃发展到板壳式的1000℃；工作压力从可拆式型的2.5MPa发展到板壳式的8.0MPa；传热系数从2000W/㎡·k发展至12000W/㎡·k等等。（3）板式换热器的应用范围越来越广。板式换热器向大型化、小型化、高性能化、专业化、多元化、装置化发展。3研究的主要内容（1）检索固定管板式换热器的相关资料；（2）换热器总体方案选择及结构设计；（3）强度设计计算。4设计的内容及参数拟设计一单壳程双管程卧式固定管板式换热器，用于热量回收。给定设计参数如下：管程介质：烟道气壳程介质：水管程设计压力：1.85MPa壳程设计压力：1.75MPa管程设计温度：320℃壳程设计温度：95℃腐蚀余量：自定换热面积：170m2需完成的主要内容如下：1、绪论2、主体结构设计3、材料选择及零部件结构设计4、强度计算与校核5、加工工艺、装配程序、安全防腐等6、绘制装配图及零部件图7、翻译外文文献5课题的进度安排第一阶段2018年11月27日至2018年12月12日，收集资料，阅读文献，完成开题报告。第二阶段2019年3月10日至2019年3月18日，查阅文献资料，拟定设计方案，开始课题设计。第三阶段2019年3月26日至2019年3月31日，换热器固定式的几何设计和总体设计，计算并校核。第四阶段2019年4月1日至2019年4月10日，选择加工工艺，装配过程，考虑安全防腐等细节第五阶段2019年4月10日至2019年5月19日，依据设计步骤绘制零件图，装配图。第六阶段2019年5月20日至2019年5月27日，交论文正式稿，做好答辩前准备。第七阶段2019年5月27日至2019年5月31日，毕业设计答辩参考文献[1]秦叔经，叶文邦.化工设备设计全书-换热器［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2003[2]工程材料实用手册编辑委员会.工程材料实用手册［Ｍ］.北京：中国标准出版社，2002[3]朱有庭.化工设备设计手册［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2005[4]钱颂文.换热器设计手册［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2002[5]朱振华，邵泽波.过程装备制造技术［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2011[6]华南理工大学化工原理教研组.化工过程及设备设计［Ｍ］.广州：华南理工大学