加热器设计开题报告

加热器设计开题报告

库勇智 江汉大学

一、课题来源

本课题是承担导师现有课题，是毕业设计课题。近年来管壳式加热器的研究进展,从管程、壳程两方面介绍了传热强化技术和传热强化结构。管程传热强化方面主要介绍了一些新型强化管,壳程方面主要介绍了一些新型的支承结构,并指出了管壳式加热器的研究方向。

二、研究目的和意义及依据

培养学生综合运用所学基础理论和专业知识分析并解决工程实际问题的能力；训练与提高从事压力容器设计等相关技术工作的基本能力。应用领域：在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，加热器具有重要的地位、是一种广泛使用的通用设备。在炼油厂中，加热设备投资约占总投资的35%-40%，在化工厂中约占总投资的10%-20%。

管壳式加热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验，取得了一定研究成果，并将其成果应用于工程实际。

三、课题相关国内外研究现状

管束对国外加热器市场的调查表明,虽然各种板式加热器的竞争力在上升,但管壳式加热器仍占主导地位约64%。新型换热元件与高效加热器开发研究的结果表明,列管式加热器已进入一个新的研究时期,无论是加热器传热管件,还是壳程的折流结构都比传统的管壳式加热器有了较大的改变,其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该加热器的传热性能开展了大量的研究,主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展,现简介如下。 1、管壳式加热器管程结构发展

管程强化传热技术可归结为两个方面:改变传热面的形状和在传热面上或传热流路径内设置各种形状的插入物。

改变传热面形状：其强化传热机理为通过对管子进行各种细微的加工,以期在管子壁面上形成有规律或无规律分布的凸起物,或将管壁本身沿轴向制成波纹状或螺旋凹肋等,这些传热面上的各种形状的凸起物既是无源扰动的促进体,又起断续阻断边界层发展的作用。这些强化传热管主要有螺旋槽纹管、波纹管、横纹管、V型纵槽水平螺旋管、变形翅片管、三维内肋管、针翅管、旋流管、缩放管等。

2 壳程强化结构的发展

壳程的传热强化研究包括管型与管间支撑物的研究。根据不同的管束支承结构可分为板式支承、杆式支承、空心环支承、管子自支承等几种形式。传热管外表面形状的改变主要是在其外表面上加工出沟槽和翅片,外表面有沟槽的传热管主要包括螺旋槽管、横纹管、波纹管等,本文前面已述,不再重复。 板式支撑结构的发展：

传统的管壳式换热器大多采用弓形隔板支撑,这种结构形式存在一些弊端:阻力大、死角多、传热面积无法被充分利用,还可能引发流体流动振动等等。为

了使折流板的性能得到改进,又研发出了多弓形折流板、整圆形折流板、异形孔折流板、网状板等。这些新型折流板支承结构的出现主要是为了使流体由横向流动变为纵向流动,从而尽可能地消除死区,使得传热综合性能得到提高,也使得的抗振性能得到增强。

四、论文研究内容

本课题开发设计专门用于原料气再次沸腾的容器。具体包含总体方案设计及论证、容器的设计、容器装置的设计、强度的校核以及各种零部件的选性论证等。

五、最终目标和成果形式

最终目的：着重培养和锻炼以下几方面的能力：查阅、检索文献资料的能力；综合应用所学知识进行方案设计的能力；选取适宜设计参数的能力；设计方法的熟练与应用能力；对设计结果的分析与判断能力；对设计成果的描述能力。 成果形式：1.5万字的设计说明书一份和总装配图1张、零部件图1张。

六、可能存在的困难和解决方法

物性参数计算存在的问题：在加热器中，计算α时，所涉及到的流体物性参数有μ、ρ、λ，分析可得到的数据来源表明：现有的流体物性参数是不十分准确的，物性参数的推算方法也并不是十分可靠。特别是对于混合物和极性分子更是如此，加热器设计准确性的提高是建立在准确的物性数据基础上的，因此，应对现有的物性参数资料进行分析、整理，为加热器设计提供准确的物性参数及物性推算方法。

七、论文工作计划

1、文献阅读和科学调研 2、方案论证 3、设计实现 4、撰写论文

八、阅读的主要文献以及资料名称

1、GB150-2011 钢制压力容器

2、压力容器安全技术监察规程 中国劳动社会保障出版社 3、搅拌设备的设计 化学工业出版社

4、化工机械制造工艺 郑品森 化学工业出版社 5、过程设备设计 郑津津 董其伍 化学工业出版社

九、总结

毕业设计是对我们本科四年所学知识的一次综合应用，也是将理论和实际紧密结合的工作。 我相信通过这次设计课题，一定会提高我们用全面的观点去发现问题、分析问题、解决问题的能力。然我们认识到学习的重要性，紧靠树上的知识是不够的。毕业设计是对大学四年所学知识的考验，为我们以后步入社会，参加工作做准备，发现自己的不足，弥补自己的的不足。

总体还可以，只是都太笼统了，跟自己设计课题相关的内容较少，可以增加介质的一些介绍。

另外，格式不正确，内容有标点符号和个别字的错误，自己读两遍。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s92f.html