F30連續(xù)攪拌蛇管式換熱器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告,f30,連續(xù),攪拌,蛇管式,換熱器,設(shè)計(jì),開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文 設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題目 F30連續(xù)攪拌蛇管式換熱器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 專(zhuān)業(yè) 1 本設(shè)計(jì)的研究背景和意義 1.1.1本設(shè)計(jì)的研究背景 換熱器是廣泛應(yīng)用于石油化工、動(dòng)力、冶金、輕工、制冷等行業(yè)的一種通用設(shè)備。隨著全球能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)、資源危機(jī)的加劇，對(duì)于高效節(jié)能換熱設(shè)備的需求迫在眉睫，因此換熱設(shè)備的研究備受世界各國(guó)政府及科研機(jī)構(gòu)的高度重視。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，需要更快、更好的完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)新型化工設(shè)備的需求以及復(fù)雜化、高效化的發(fā)展趨勢(shì)。 蛇管式換熱器是一種簡(jiǎn)單的換熱設(shè)備，它屬于管殼式換熱器的一種，其傳熱面是由彎曲成平板或圓柱形的蛇形管子來(lái)充當(dāng)。其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，緊湊的空間，且能承受一定的高壓，加之制造的方便性，在很多場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。由于蛇管式換熱器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算工作量大，效率低下，不能在設(shè)計(jì)的過(guò)程中邊設(shè)計(jì)邊改進(jìn)，容易造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)已完成但不符合要求的結(jié)果，導(dǎo)致了資源能源的浪費(fèi)。 1.1.2 本設(shè)計(jì)的研究意義 本設(shè)計(jì)根據(jù)給定參數(shù)的蛇管式換熱器的要求，查閱相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)，完成了連續(xù)攪拌蛇管式換熱器各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并對(duì)殼體、支撐部件進(jìn)行強(qiáng)度的校核。通過(guò)實(shí)體造型給出了零部件的三維圖形表示，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的表達(dá)更加直觀，整個(gè)過(guò)程中可以邊設(shè)計(jì)邊優(yōu)化，克服了傳統(tǒng)蛇管式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率不高的缺點(diǎn)。綜上所述，能夠簡(jiǎn)化制造過(guò)程，降低生產(chǎn)成本。 1.2 換熱器在生產(chǎn)中的作用和地位 換熱器是用于物料之間進(jìn)行熱量傳遞的過(guò)程設(shè)備，通過(guò)這種設(shè)備能達(dá)到指定的溫度以達(dá)到工藝的要求。在目前大型化及石油化工裝置中，采用各種換熱的組合，就能充分合理的利用各種等級(jí)的能量，使產(chǎn)品的單位能耗降低，從而降低產(chǎn)品的成本以獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。因而，在大型化及石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，換熱器得到越來(lái)越廣泛的使用。在工廠建設(shè)投資中，換熱器所占的比例也有明顯的提高，成為最重要的單元設(shè)備之一。 為了滿足不同工業(yè)對(duì)熱源的結(jié)構(gòu)要求，換熱器在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了多種分支，管殼式換熱器是最常見(jiàn)的一類(lèi)換熱器，廣泛應(yīng)用于電廠，化工以及過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域，盡管其他類(lèi)型的換熱器使用越來(lái)越多，但管殼式換熱器由于適應(yīng)性廣，還將長(zhǎng)期受到人們的歡迎。連續(xù)攪拌蛇管換熱器是管殼式換熱器的一種，在化工、輕工、醫(yī)藥及其他工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到，此類(lèi)換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，操作管理也方便，且管內(nèi)能夠承受高壓。 3連續(xù)攪拌蛇管換熱器 此形狀的蛇管換熱器是由殼體、i支撐輔助零部件組成，結(jié)構(gòu)如圖所示： 連續(xù)攪拌蛇管換熱器示意圖 連續(xù)攪拌蛇管換熱器，通常用于對(duì)管內(nèi)介質(zhì)的冷卻，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，操作方便；且蛇管可以承受高壓。缺點(diǎn)是容器內(nèi)流體流動(dòng)速度低，傳熱系數(shù)小，換熱效果差，設(shè)備笨重。 1.4 換熱器的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，換熱器技術(shù)飛速發(fā)展，降低成本成為企業(yè)追求的最終目標(biāo)，因此節(jié)能設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)備受矚目。能源的日趨緊張、全球環(huán)境氣溫的不斷升高、環(huán)境保護(hù)要求的提高給空冷式換熱器及高溫、高壓換熱器帶來(lái)了日益廣闊的應(yīng)用前景。在太陽(yáng)能、核能、地?zé)?、余熱回收的利用上，各?guó)政府及民間機(jī)構(gòu)和企業(yè)都加大了投入的資金的力度。 目前換熱器存在共同的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)不緊湊，單位換熱器的容積所提供的傳熱面積小，傳熱系數(shù)不大，金屬消耗量大。各國(guó)為提高管殼式換熱器性能所進(jìn)行的研究主要是強(qiáng)化傳熱，提高對(duì)苛刻的工藝條件和各類(lèi)腐蝕介質(zhì)適應(yīng)性材料的開(kāi)發(fā)以及大型化發(fā)展所作的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。管殼式換熱器在強(qiáng)化傳熱方面所采用的改變傳熱元件本身的表面形狀和表面處理的方法或者用內(nèi)插物增加流體本身的擾流來(lái)強(qiáng)化傳熱的方法；緊湊式換熱器向大型化發(fā)展趨勢(shì)，即擴(kuò)大傳熱面積，增大單位體積內(nèi)的傳熱面積；防腐蝕換熱器的開(kāi)發(fā)動(dòng)向等。 在各種換熱器節(jié)能技術(shù)中，強(qiáng)化傳熱技術(shù)是應(yīng)用較廣泛的一種。所謂換熱器傳熱強(qiáng)化是指通過(guò)對(duì)影響傳熱的各種因素的分析與計(jì)算，采取某些技術(shù)措施以提高換熱設(shè)備的傳熱量或者在滿足原有傳熱量條件下，使它的體積縮小。強(qiáng)化傳熱主要有兩種途徑：提高傳熱系數(shù)、增大傳熱而積。當(dāng)前，對(duì)換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)的研究主要基于這兩點(diǎn)展開(kāi)。 管殼式換熱器管程的強(qiáng)化傳熱技術(shù)，主要通過(guò)改變傳熱面的形貌或管內(nèi)插入物來(lái)增加流體湍流度、擴(kuò)展傳熱面積，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱，達(dá)到節(jié)能目的。具體有帶內(nèi)凸肋結(jié)構(gòu)管，此種換熱管具有雙面強(qiáng)化傳熱的作用，適用于對(duì)流、沸騰和冷凝等工況。同流速下，橫紋管與單頭螺旋紋管比較，流體阻力稍大，但傳熱性能好，應(yīng)用場(chǎng)合二者相同；內(nèi)翅片管，此種換熱管的加工以焊接為主，翅片的加工、焊接對(duì)于換熱有很大的影響。內(nèi)翅片管改變了管內(nèi)部流場(chǎng)及溫度場(chǎng)的分布情況，提高了換熱壁面附近的溫度梯度，強(qiáng)化了傳熱。但因?yàn)槌崞拇嬖冢瑩Q熱管的清洗工作比較困難。此外還有管內(nèi)插入物形式的換熱管，螺旋扁管。 雖然管殼式換熱器在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位金屬消耗方面無(wú)法與板式或板翅式換熱器相比，但由于管殼式換熱器制造容易，生產(chǎn)成本低，選材范圍廣，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理量大，工作可靠，且能適應(yīng)高溫高壓，因而在化工、石油、能源等行業(yè)的應(yīng)用中仍處于主導(dǎo)地位。 2 換熱器的發(fā)展動(dòng)向 換熱器肋片換熱的研究應(yīng)該注重基礎(chǔ)性的理論研究創(chuàng)新，尋求建立能支撐肋片設(shè)計(jì)選型的系統(tǒng)化的理論，同時(shí)要結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，尋求實(shí)際應(yīng)用中最節(jié)能的肋片參數(shù)值。 換熱器制造商和設(shè)計(jì)人員對(duì)于換熱器肋片外型、布置仍然沒(méi)有可靠的理論依據(jù)，傳統(tǒng)的肋片布置方式在換熱效率上不如換熱管表面設(shè)置的針狀或圓臺(tái)狀肋，而對(duì)于針狀肋片在換熱管表面的最佳換熱的散布規(guī)律仍然還不明晰，理論研究非常薄弱；對(duì)替代傳統(tǒng)的平板和環(huán)狀肋片的高效換熱肋片研究甚少。 作為衡量換熱器性能時(shí)的換熱效率，已不能作為換熱器設(shè)計(jì)選型的標(biāo)準(zhǔn)，換熱效率高并不意味著制造成本的節(jié)省以及換熱效果最佳化；傳熱因子和摩擦因子是比較合適的衡量換熱器整體性能的指標(biāo)，但是需要綜合考慮兩種因素后建立換熱器最優(yōu)化換熱的統(tǒng)一理論，單一的考慮換熱因子或者摩擦因子的大小對(duì)于衡量換熱器換熱性能沒(méi)有任何意義。 3????課題的主要工作 3.1??準(zhǔn)備相關(guān)工作 ????在互聯(lián)網(wǎng)或者圖書(shū)館等查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，或者去相關(guān)工廠了解換熱器方面的知識(shí)。明確換熱器的過(guò)程、原理、性能及應(yīng)用。還應(yīng)該了解換熱器在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。掌握基本知識(shí)點(diǎn)，計(jì)算方法等，并安排設(shè)計(jì)進(jìn)度。 3.2??材料選擇及主體、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 各零部件的材料選擇，選擇換熱器的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)，操作條件的選擇和操作方式的選擇。換熱器幾何設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.3??強(qiáng)度計(jì)算與校核 計(jì)算換熱器各部件尤其受壓部件（殼體）的應(yīng)力大小檢驗(yàn)其強(qiáng)度是否在 允許范圍內(nèi)，按照國(guó)家壓力容器安全技術(shù)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算或者核算。 3.4??加工工藝，裝配程序，安全防腐 選擇加工工藝，及編寫(xiě)裝配程序，考慮安全性能。 3.5??繪制裝配圖及零部件圖 ????利用AutoCAD繪圖軟件繪制出換熱器的裝備圖及各個(gè)零件圖。 3.6??翻譯外文文獻(xiàn)，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 將外文文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯，并按要求編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。 4???課題的進(jìn)度安排 3月1日～3月11日：尋找與課題相關(guān)的參考書(shū)及文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。?? 3月12日～3月29日：完成外文翻譯 。 3月30日～4月4日：查閱文獻(xiàn)資料，確定設(shè)計(jì)方案，開(kāi)始課題設(shè)計(jì)。 4月5日～4月18日：換熱器的幾何設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)，計(jì)算并校核。?????? 4月19日～4月25日：選擇加工工藝，裝配過(guò)程，考慮安全等細(xì)節(jié)。 4月26日～5月9日：依據(jù)設(shè)計(jì)步驟繪制零件圖，裝配圖。 5月10日～5月25日：提交論文初稿，答辯前的準(zhǔn)備，交論文正式交稿。???????? 5月26日～6月3日：畢業(yè)答辯 參考文獻(xiàn) [1] 朱有庭, 曲文海, 于溥義. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2005. 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