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（全套CAD）浮頭式換熱器設計（終稿）

管傳熱管是管殼式換熱器的主要傳熱元件。國外對傳熱管的研究非常重視，通過改進傳熱管的性能，就能提高換熱器的性能。強化傳熱管的方法主要有兩種種是盡量擴大它的有效傳熱面積，但又不過分增大流阻，例如將管子的內外表面軋制成各種不同的表面形狀，促進流體產生湍流提高傳熱性能，如翅片管螺紋管等。有的國家已成批生產翅片管換熱器，并已標誰化系列化。我國也在煉油廠中使用螺紋管換熱器，只要使用條件恰當，工藝流程合理，總傳熱系數就可以大大提高。年蘭州煉油廠單元仗用臺螺紋管換熱器，廈高達大卡?米”?小時?飛。年南京煉油廠實行節能改造，使用了螺紋管換熱器，實測值達千卡米“?小時?。另種方法是改良傳熱表面的性能，使之既符合傳熱機理的要求，又能充分發揮其特點，如美國聯合碳化公司研制成功的種表面多孔管，可以使汽抱核心的數量大幅度增加，從而使拂騰給熱系數提高十倍乃至幾十倍，總傳熱系數般可提高五倍左右，并民還有很好的抗污垢能力。國內些單位如北京化工研究院等也研究試制成功了表面多孔管，并得到了應用如在南京煉油廠用于重沸器取得了明顯效果。新的強化傳熱管還有單面縱槽管雙面縱槽管周向波紋管螺旋波紋管等。．采用新材料由于工藝條件日趨苛刻，迫切需要些新的材料。在換熱器制造中，由于欽具有很高的抗腐蝕性能高的強度限和屈服限，且比重小重量輕，又有走的杭污塞性，因此西德在含氯溶液中采用了欽制換熱器，在煉油廠中使用欽制冷卻器和冷凝器?，F在欽制換熱器的應用有了迅速的增加。滲鋁管換熱器及鍍鋅鋼管換熱器的使用也日益增多。非金屬材料方面最具有代表性的是聚四氟乙烯塑料，自美國杜邦公司于六十年代中期研究成功這種塑料換熱器以來，由于它優越的抗腐蝕抗污垢性能，國外推廣使用很快，到了七十年代，凡是適用這種換熱器的場合，幾乎達到了普及的地步。此外還有石墨換熱器，般使用壓力為公斤厘米，使用溫度為。．控制結垢及高效運行美國傳熱研究公司對換熱器的污垢問題已進行了多年的研究。頭式,換熱器,設計,畢業設計,全套,圖紙方向研究發展。三閱讀的主要參考文獻及資料名稱史美中，王中錚.熱交換器原理與設計.北京東南大學出版社，錢頌文.換熱器設計手冊.北京化學工業出版社，鄭津洋，董其伍，桑芝富.過程裝備設計.北京化學工業出版社，王志魁.化工原理.北京化學工業出版社，賀衛國.化工容器及設備簡明設計手冊.北京化學工業出版社，王志文.化工容器設計.北京化學工業出版社，賀匡國.壓力容器分析設計基礎.北京機械工業出版社，潘家禎.壓力容器材料實用手冊.北京化學工業出版社，卓震.化工容器及設備.北京中國石化出版社，鋼制壓力容器.北京中國標準出版社，管殼式換熱器.北京中國標準出版社，鋼制化工容器強度計算規定.化工部工程建設標準編輯中心出版，鋼制壓力容器分析設計標準.北京新華出版社，四國內外現狀和發展趨勢與研究的主攻方向換熱器及傳熱研究的發展趨勢與現狀換熱器是種廣泛使用的工藝設備，在煉油化土行業中是主要豹工藝設備之。因此，換熱器的研究倍受重視。從換熱鉗的設計制造結構改進到傳熱機理的試驗研究宣都在進行。特別是七十年代初發生能源危機以來，各國都紛紛尋找新的能源及節約能源的途徑，而換熱器是節約能源的有效設備。在親熱回收利用地熱太陽能等方面都離不開換熱器。因而各國都在致力于研究各種高性能換熱器及換熱元件，其中不少是國家直接下達的重點課題。近年來換熱器及傳熱技術的發展主要表現在下列幾個方面。．研究工作的動向目前世界上每年發表有關傳熱及換熱設備方面的文獻約在六千篇以上。有關新能源開發的文章日趨增多，研究的重點是傳熱機理傳熱強化兩相流模擬及測試技術計算機應用振動污垢以及與能源利用和環境保護有關的新型高效換熱器。對傳熱基礎理論的研究探討分重視，種新的動向是從數學校型和物理模型出發，用數學方法推導出精確的計算公式。．計算機的使用應用計算機不僅節省了入力提高了效率，而且可以進行最優化設計與控制，使其達到最大技術經濟性能。例如美國帕斯卡古拉煉油廠常減壓裝置的原油換熱系統，由于采用了換熱系統的最佳化設計及其他改進措施，平均傳熱系數達到千卡?小時?。傳熱分析應力分析信息儲存與檢索以及模擬和控制均編有程序。有些程序從工藝設計開始，直到繪出圖紙。計算機自動繪圖機只需十幾分鐘螺旋折流板換熱器在管殼式換熱器中，殼程通常是個薄弱環節。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系統字形流道，這樣會導致較大的死角和相對高的返混。而這些死角又能造成殼程結垢加劇，對傳熱效率不利。返混也能使平均溫差失真和縮小。其后果是，與活塞流相比，弓形折流板會降低凈傳熱。優越弓形折流板管殼式換熱器很難滿足高熱效率的要求，故常為其他型式的換熱器所取代如緊湊型板式換熱器。對普通折流板幾何形狀的改進，是發展殼程的第步。雖然引進了密封條和附加諸如偏轉折流板及采取其他措施來改進換熱器的性能，但普通折流板設計的主要缺點依然存在。為此，美國提出了種新方案，即建議采用螺旋狀折流板。這種設計的先進性已為流體動力學研究和傳熱試驗結果所證實，此設計已獲得專利權。此種結構克服了普通折流板的主要缺點。螺旋折流板的設計原理很簡單將圓截面的特制板安裝在“擬螺旋折流系統”中，每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之，其傾角朝向換熱器的軸線，即與換熱器軸線保持傾斜度。相鄰折流板的周邊相接，與外圓處成連續螺旋狀。折流板的軸向重疊，如欲縮小支持管子的跨度，也可得到雙螺旋設計。螺旋折流板結構可滿足相對寬的工藝條件。此種設計具有很大的靈活性，可針對不同操作條件，選取最佳的螺旋角可分別情況選用重疊折流板或是雙螺旋折流板結構。新型麻花管換熱器公司開發了種扁管換熱器，通常稱為麻花管換熱器。美國休斯頓的布朗公司做了改進。螺旋扁管的制造過程包括了“壓扁”與“熱扭”兩個工序。改進后的麻花管換熱器同傳統的管殼式換熱器樣簡單，但有許多激動人心的進步，它獲得了如下的技術經濟效益改進了傳熱，減少了結垢，真正的逆流，降低了成本，無振動，節省了空間，無折流元件。由于管子結構獨特使管程與殼程同時處于螺旋運動，促進了湍流程度。該換熱器總傳熱系數較常規換熱器高，而壓力降幾乎相等。組裝換熱器時也可也高，這些都是今后有待解決的問題。．換熱器基礎技術理論及測試技術的研究發展基礎理論是指導推進設計研究的必要前提。例如小溫差傳熱的強化是解決低位新能源開發的關鍵污垢和防蝕的研究對換熱器的設計運行有重大的影響有相變傳熱的研究關系到能量的轉換及傳質技術。傳熱和換熱器測試技術的研究，可以使試驗分析工作進行得更精確更迅速。高效換熱設備的研究，使得傳熱表面形狀更加復雜，流體流動更加不規律，因此需要更加先進的測試手段。此外，兩相流動及傳熱非牛頓型流體的流變特性的測定核反應堆的安全措施等都是現在和今后研究的課題。國內換熱器發展前景在我國換熱器的制造技術遠落后于外國，由于制造工藝和科學水平的限制，早期的換熱器只能采用簡單的結構，而且傳熱面積小體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發展，逐步形成種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業生產中成為種典型的換熱器。在我國隨著經濟快速發展的同時，各種不同型式和種類的換熱器發展很快，新結構新材料的換熱器不斷涌現。為了適應發展的需要，我國對些種類的換熱器已經建立了標準，形成了系列。完善的換熱器在設計或選型時應滿足以下基本要求合理地實現所規定的工藝條件結構安全可靠便于制造安裝操作和維修經濟上合理。年代的世界能源危機，有力促進了換熱強化技術的發展。為了節能將耗，提高工業生產經濟效益，要求開發適用于不同工業過程要求的高效換熱設備。所以這些年來，換熱器的開發和研究成了人們關注的課題。當今換熱器技術的發展以計算流體力學技術模型化技術強化傳熱技術等形成個高技術體系。所謂提高換熱器性能，就是提高其傳熱性能。狹義的強化傳熱系數指提高流體和傳熱之間的傳熱系數。其主要方法歸結為下述兩個原理溫度邊界層減勃和調換傳熱面附近的流體。因此最近十幾年來，強化傳熱技術受到了工業界的廣泛重視，得到了十分迅速的發展，凝結是工業中普遍遇到的另種相變換熱過程，凝結換熱系數很高，但經過強化措施還可以進步提升換熱效率。.管外凝結換熱的強化冷卻表面的特殊處理對冷卻表面的特殊處理，主要是為了在冷卻表面上產生珠狀凝結。通過對污垢形成的機理生長速度影響因素的研究，預測污垢曲線，從而為控制結垢適時清洗提供了途徑和依據。廣泛采用渦流測試技術來加強運行中的檢漏，使快要損壞的管子能及早得到更換或堵漏，避免非計劃停工損失。在換熱器中采用有機涂層，能有效地防止海水腐蝕，且不易結垢若是涂于冷凝側還可以變成滴狀冷凝從而強化傳熱。此外，國外對發展換熱器的清洗技術極為重視，組織專業的維修清洗公司，針對不同條件，采取最適合的清洗方祛，并研究了專門的清洗設備和工具，如化學清洗車高壓水清洗車及管束拔出裝置等。這樣就能保證換熱器高效率低消耗長周期的運行。．熱管換熱器的使用熱管是利用小的表面積傳遞大的熱量，體現了種優良的設計方法。熱管是六十年代中期在宇航工業中發展起來的新型傳熱元件，于七十年代進入民用工業，由于它具有效率高壓降小結構簡單緊湊性好等優點，發展較為迅速。美國道化學公司采用瓊多特公司生產的不銹鋼熱管空氣預熱器，在座萬千卡小時的加熱爐上回收余熱，使煙氣出口溫度從原來的”降到以下，并使進風溫度提高了,每小時回收余熱.萬千卡，從而使加熱爐的天然氣消耗量減少巧緯。年美國卡特拉斯堡煉油廠的重整加熱爐上使用了熱量為萬千卡小時的熱管換熱器閉。美國杜邦化學公司在套化工裝置上采用套由埃索舍默克斯公司制造的鋁質熱管空氣預熱器，其造價僅為普通空氣預熱器的，而安裝費用相同，故獲得了顯著的經濟效果叻。國內科學院力學研究所重慶大學等單位首先引進和研究熱管技術。近幾年來，些研究單位及煉油廠都先后開展了熱管換熱器的試制研究工作。些煉油廠開始采用熱管換熱器來回收煙氣中的低溫余熱提高了熱效率，取得了較好的應用效果。換熱器及傳熱研究的主攻方向當前換熱器發展的基本動向是繼續提高設備的熱效率，促進設備結構的緊湊性，加強生產制造的標準化系列化和專業化，并在廣泛的范圍內繼續向大型化的方向發展。同時仍然注意基礎理論及測試方法的研究。新能源換熱器的研究能源的充分供應對發展生產，保持并提高人類的生活水平是必不．少的。盡管能源的供應前景仍不樂觀，但是工業和民用的需求卻在日益增長，這是世界范圍內極需解決的問題。要求集中力量研究各種形式的能量轉換技術，有效地利用能源。核能是有前途能源，核電站的大型換熱器，要解決多項重大技術難關，也是換熱器技鐘即可繪張標準換熱器圖紙。目前，美國換熱器設計程序在國外無疑是具有代表性的，已被許多國家所引進。此外，其他國家也開發了些自動設計系統和程序。如英國開發的等程序年英國國家工程實驗室和劍橋計算機輔機設備中心合作，按美國管殼式換熱器制造商協會標準，編制管完式換熱器機械設計程序。這程序不但可對標準中的所有三類換熱器進行各種設計計算，列出二系列不同參數以供選擇，而且能自動繪出換熱器的平面布置與管板布置圖，到年底己能提供全部標準投熱器的制造施工圖。以后又結合英國標準協會年公布的壓力容器規范?編制了換熱器的機械設計程序蘇聯也有自動設計系統日本自動設計系統是由三菱工程及造船有限公司研制的，使用該系統，僅僅輸入最少的數據，就能迅速地得到機械的沒計圖表及圖紙，該系統除適用于日本的壓力容器結構及日本高壓氣體控制法規外，還適用干規范第Ⅷ篇第分篇以及的類此外日本神戶制鋼的自動設計繪圖系統以及用于換熱器動特模擬的三菱數字模擬系統等也已推行于世。。高溫高壓換熱界的進展隨者工藝的進展和大型化裝置的出現，大型高溫高壓換熱器的使用越來越多。煉油廠加氫換熱器就是個例子。近年來，高溫高壓換熱器在結構材料和制造方面都有些進展，管箱和密封結構均有些改進，管的進口區的熱防護獲得些