换热器设计开题报告

1、毕业设计(论文)开放报告设计(论文)标题：研究所：化学设备大学专业课：流程设备和控制项目0802学生姓名：指导教师：开始时间：2011年10月18日指导讲师评价意见地图教师签名：年月日一、主题的目的和重要性：换热器的基础设施投资约占普通化工和石化企业设备投资的20%，其中固定管板换热器约占换热器的70%。固定管板换热器的两端管板和外壳合在一起，在两种流体温差大的情况下，在外壳的适当位置焊接补偿圆(或膨胀节)。当壳体和管束的热膨胀不同时，补偿圆通过缓慢的弹性变形补偿温差应力引起的热膨胀。特点：结构简单，成本低，机柜清洗和维护困难，外壳持续时间必须是干净、不易缩放的材料。固定管板换热器主要由外壳、

2、管板、管束、封头压力盖等部分组成。固定管板换热器在外壳上安装管束，管束两端焊接或膨胀的方式固定在管板上，两端管板直接与外壳焊接，外壳入口和出口管直接焊接在外壳上，管板外部圆周和头法兰用螺栓拧紧，管道的入口和出口管直接与头部焊接，管束内部根据换热器的长度设置多个挡板。这种换热器管子可以用隔板分成任何程数。固定管板换热器结构简单，制造成本低，管道清洗方便，管道可分为多段，管程也可平分，规格范围广，广泛应用于工程。外壳很难清洗，不适合脏的或腐蚀性的介质。如果膨胀差很大，可以在外壳上设置膨胀节，以减少管道、壳体之间的温度差引起的热应力。本课题设计的冷却器属于固定管板换热器，对给定的设计参数，按照有关规

3、定，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，掌握固定管板换热器的日常设计方法，将所学知识应用于实际工程设计中球，为以后的工作和学习打下坚实的基础。二、国内外现状和趋势2.1海外情况调查了国外换热器市场，管壳式换热器占64%。各种板式换热器的竞争力在提高，但管壳式换热器仍将占优势。随着动力和石油化学工业的发展，其设备也继续向高温高压大型化方向发展。换热器在结构上也有很多新的发展。螺旋折流板换热器是最近开发的一种管壳式换热器，是美国ABB推出的。基本原理是：在“准螺旋挡板系统”中安装圆形截面特殊板。每个挡板占换热器壳程横截面面积的四分之一，其倾角对换热器轴保

4、持一定的倾角。相邻挡板的周围与外部圆相邻，形成连续的螺旋。每个挡板与壳体流体的流动方向成一定的角度，如果壳体流体螺旋运动，可以通过减少管板和壳体之间可缩放的死角来提高传热效率。这种热交换器在气-水热传递中传递相同的热量时，可以减少30%-40%的传热面积，从而节省20%-30%的材料。拱形折流板螺旋折流板对比，消除拱形折流板的反向混合现象，通过卡门涡(Carmen turn street)进行有效的传热温差增大，防止流动诱导振动；在相同流速下，壳体流动的压降较小。振动或传热死区不易结垢。低雷诺数下(Re 1000)的传热螺旋隔水板效果更为明显。2.2国内情况管壳式换热器是随着国防工业技术的不断

5、发展，迫切需要越来越苛刻的换热器工作条件、新的耐磨性、耐腐蚀性、高强度材料的大而多样的产品。近年来，我国在不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料的开发方面取得了不同程度的发展。其中钛的发展速度更快。钛对海水、氯碱、醋酸等具有良好的内部食性，强化传热等效果优秀，目前部分制造企业掌握了钛加工制造技术。对材料喷涂，我国已从国外引进生产线。铝镁合金耐蚀性和热导率高，价格比钛低。近年来，国内在节能和提高效率、提高传热效率、降低传热面积、降低压力降、提高装置热强度等方面的研究中取得了显著成绩。热交换器的大量使用提高了能源利用率，降低了企业成本，提高了效率。根据国民经济和社会发展的十一五规划纲要

6、，在“十一五”期间，我国经济增长将保持年均7.5%的速度。石油化学和钢铁作为畜牧业持续快速增长，预计2010年钢铁产业的总产值将超过5000亿韩元，化学产业的总产值将超过4000亿韩元。这些行业的发展都将为换热器行业提供更广阔的发展空间。未来国内市场需求将表现出以下特点：对产品质量水平的更高要求，例如环保、节能产品将成为今后发展的重点；需要提高产品性价比；对产品个性化、多样化的需求趋势很强。请逐渐注意品牌产品选择。大型工程项目更喜欢大型企业或企业集团产品。据统计，在普通石油化工企业中，换热器的投资占总投资的40%-50%。现代石化企业约30%-40%；火电厂也使用锅炉作为传热设备，换热器投资约

7、占整个电站投资的70%。在冰箱里，蒸发器的质量占冰箱总质量的30%-40%，其耗电量约占总值的20%-30%。这说明换热器的合理设计和良好运行对企业的资金、能源、空间节约很重要。提高换热器的传热性能，减少其体积，能源越来越不足的今天，经济效益和社会效益明显。2.3发展趋势换热器经过多年的开发，技术正在成熟。当前出现的最新技术趋势是：(1)计算流体力学：计算流体力学(CFD)利用计算机的硬件和软件技术构建流体的流动和传热模型，并进行计算机模拟和模拟，从而进一步预测流体的流动面积和传热分布。换热器的实验成本高，耗时长，有些甚至无法实现，计算流体力学发展，便于这些实验的实现。(2)专家系统：专家系统

8、快速应用于换热器的设计和选择。使用专家系统设计和选择管壳式换热器，设计者可以做出有关流体流动路径、外壳和浮子类型、换热器结构大小、折流板类型和换热器整体布局等问题的决定。目前商业化的专家系统还很少，很多制造商开发的专家系统仅供内部使用。(3)用于整个设备设计的数据库技术：传统的整个设备设计工作由各部门的工作小组单独设计其中之一，通过设计手册相互关联完成，最近随着用于整个设备设计的数据库技术的开发，可以简化这些繁重的工作。各种类型的设计应用软件可以通过数据库系统有机地形成整体，设计者可以通过数据库操作系统在应用程序中输入相关参数，从而获得有关设计工作的更多数据，这些数据可以反馈到数据库中。计算机

9、辅助设计(CAD)软件包和数据库技术的发展要求用于整个设备设计的数据库技术取代手动计算设计方法。三.主题的主要任务1.准备工作(1)。搜索大量相关资料，对这个主题有全面的理解和思考。(2)审查收集的资料，对本课题国内外研究动态有大致的了解，自己形成了一个设计大纲。开放报告、文献复习和外语翻译写作。2.流程计算换热器的结构和类型、工作条件选择和工作方法选择。热平衡计算、材料平衡计算、传热膜系数确定、传热面积确定、压降计算。3.主要压缩元素强度计算换热器壳程、管箱短节、封头厚度确定、容器法兰、螺栓、垫片检查计算、管板厚度计算、开口加固计算。4.编写计算机图形和手册使用AutoCAD软体绘制固定薄壳

10、和管换热器的组合图面和个别零件图面，并建立文件。四。完成任务所需的条件(1)热计算根据换热器的类型、流体的进出口温度、压力、物理化学特性等特定条件计算热交换的传热系数，从而计算传热面积的大小。(2)结构计算基于传热区域的尺寸计算换热器主零件和构件的尺寸，例如管道直径、长度、管线数、垂直隔板和挡板尺寸和数量、分割隔板的数量和布局、连接尺寸等(3)强度会计计算热交换器零件，尤其是外壳等压缩零件的应力大小，以确保相应的强度在允许范围内。V.主题的进度(或主题的实施计划)检索文献一两周，完成外语翻译。3至4周完成开放报告。5 9周设计决策；10 12周首先设置设计方案，通过迭代比较验证选择最佳方案。第

11、十三周论文草案将提交指导教师审议。14 15周答复前的准备，提交论文正式草案；第16周毕业答辩；六、参考文献1 GB 150-1998 钢制压力容器2 GB 151-89 钢制管壳式换热器3斯密中主编。换热器原理与设计M。南京：东南大学出版社，1995年4 w.m .罗森诺主编。传热应用手册(第一卷)M。北京：科学出版社，1992年杨世明等主编。热电学第三版M。北京：高等教育出版社，1998年6传输等主编。换热器设计手册M。北京：化学工业出版社，20027尾花英朗，西中卷翻译。换热器设计手册M。北京：碳氢化合物加工出版社，1987年8欲建祖编辑。换热器原理和设计M。北京：北京航空航天大学出版社，20069 bent sunden。ri B- roaghened rectangular ductsj增强的健康状态转移。增强的heat transfer，1999，63336989-10310沈飞等主编。工程热力学第3版M。北京：高等教育出版社，2001.611秦肃靖，礼文房。换热器