杜晓东—毕业设计开题报告

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1、本科毕业设计开题报告题目框架式水平平直波纹板换热器设计学生姓名杜晓东学号0815064040所在院(系)机械工程学院专业班级汽车082指导教师王旭飞2012年03月08日4题目框架式水平平直波纹板换热器设计一、选题的目的及研究意义节约能源是当今世界的一种重要社会意识，是指尽可能的减少能源的消耗、增加能源利用率的一系列行为。加强能源管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备，随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和

2、能源问题的日趋严重。世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。换热器因而面临着新的挑战。换热器在炼油、石油化工以及在其他工业中使用广泛，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收各个方面。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济型和可靠性起着重要的作用，有时候甚至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%。换热器设备在现代装置中约占设备总重的30%左右。板式换热器是液—液、液—汽，进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换

3、热器高3—5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率高达90%以上。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等换热器在国民经济和化工生产领域中对产品质量、能量利用率以及经济性、可靠性起着举足轻重的作用，因此开发新型高效和结构紧凑的换热器是目前换热器研究的一个重要方向。几十年来，高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题。据统计，在一般石油化工企业中，换热器的投资占全部投资的40﹪-50﹪；在现代石油化工企业中约占30﹪-40﹪；在热电厂中，如果把锅炉也作为换热设备，换热器的投资约占整个电厂总投资的70﹪；在制冷机中，蒸发器的质量要占制冷机总质量的30﹪-

4、40﹪，其动力消耗约占总值的20﹪-30﹪。由此可见，换热器的合理设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都十分重要。提高换热器传热性能并减小其体积，在能源日趋短缺的今天更是具有明显的经济效益和社会效益。换热器按照其功能可命名，如冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等。对于各个形式；换热器强化换热技术的研究，主要集中在对换热器内流体流态变化以及对各部件的参数优化研究两方面，而对换热器部件参数的主要研究对象就是换热管（板）排列方式（顺排或叉排）、换热管（板）排数、换热管（板）间距大小、肋片布置间距、肋片形式等。通常的研究方法包括：数值模拟计算、试验方法研究、理论研究三类。换热器是广泛应用于

5、汽车、航空、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工、食品、工程机械等行业的一种通用设备。其内部强化传热主要有两种途径:增大传热面积,但换热器的传热面积不可能无限制地增大,否则投资费用会大大增加,并且随着工业化的进展,设备要紧凑化;提高传热系数,主要从管程和壳程传热强化系数的提高方面上考虑。换热器广泛地应用在工农业各个领域，在炼油、化工装置中换热器占总设备量和设备投资的40%左右。在换热器设备中，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3—5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收

6、率高达90%以上。市场供需关系是影响市场变化的主要因素，在激烈地市场竞争中，企业及投资人能否全面准确地了解自己以及所处的环境，做出适时有效的市场决策是制胜的关键。市场供需情况就是为了解行情、分析环境提供依据，是企业了解市场和把握发展方向的重要手段，是辅助企业决策的重要工具。除了一些新材料新型换热设备外，管壳式换热器需求量依然很大，如果能更近一步发展管壳式换热器，前途远大。4三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明1.管外凝结换热的强化（1）冷却表面的特殊处理对冷却表面的特殊处理，主要是为了在冷却表面上产生珠状凝结。

7、珠状凝结的换热系数可比通常的膜状凝结高5~10倍，由于水和有机液体能润湿大部分的金属壁面，所以应采用特殊的表面处理方法（化学覆盖法、聚合物涂层法和电镀法等），使冷凝液不能润湿壁面，从而形成珠状凝结。用电镀法在表面涂一层贵金属，如金、铂、钯等效果很好，缺点是价格昂贵。（2）冷却表面的粗糙化粗糙表面可增加凝结液膜的湍流度，亦可强化凝结换热。实验证明，当粗糙高度为0.5mm时，水蒸气的凝结换热系数可提高90%。值得注意的是，当凝结液膜增厚到可将粗糙壁面淹没时，粗糙度对增强凝