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三种换热器的比较文献综述

三种换热器的比较文献综述
三种换热器的比较文献综述

三种常用换热器的比较

摘要:文中对管壳式换热器、板式换热器和板壳式换热器从结构和性能方面进行了简单比较,结果表明:板壳式换热器结合了管壳式换热器高温高压和板式换热器结构紧凑及传热系数高等优点,更具应用前景。

Abstract:both character media pair transistor shelltype heat exchanger, plate-type heat exchanger and lamella heat exchanger from structure AND performance aspect proceed know clearly simplicity COMPare, both proven: lamella heat exchanger incorporation know clearly shell and tube exchanger HTHP and plate-type heat exchanger compact conformation and/or coefficient of thermal transmission altitude merit, still tool potential application

关键词:管壳式换热器;板式换热器;板壳式换热器

Keyword:shell and tube exchanger; plate-type heat exchanger; lamella heat exchanger 管壳式换热器是目前化工生产上应用最为广泛的一种换热器。它的主要优点是单位体积所具有的传热面积(40~150 m2Pm3 ) 大且传热效果好。此外,结构简单,制造材料也较为广泛,适应性强,尤其是在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。板式换热器是一种新型换热器,它的主要优点是结构紧凑,单位容积所提供的传热面积(250~1 000 m2 / m3 ) 大、材料耗量少、传热系数大,可以任意增减板数以调整

传热面积,另外检修、清洗都很方便,其使用范围日益扩大[1 ] 。板壳式换热器是集板式换热器和管壳式换热器优点于一身的新型换热设备,具有传热效率高、承压耐热及耐腐蚀能力强、密封性能好、安全可靠、结构紧凑、成本较低等优点。本文就结构及性能方面对三种换热器进行比较。

1 总体结构

111 管壳式换热器

管壳式换热器又称列管式换热器,主要由壳体、管束、管板(又称花板) 和封头等部件组成。管壳式换热器的管子是传热元件,管子尺寸的大小对传热有很大的影响。传热管在壳体内有不同的排列方式(有正三角形和正方形排列) 。传热管两端通过焊接或胀接固定在管板上,管板分别焊在外壳的两端,即管板与壳体是刚性连接。沿着管长方向,常常装有一系列垂直于管束的挡板,即折流板。换热器进行换热时,一种流体由连接在管板上的封头的进口管进入,通过平行管束的管内,从另一端封头出口接管流出,称为管程。另一种流体则由壳体的接管进入,在壳体与管束间的空隙处流过,而由另一接管流出,称为壳程。管束的表面积即为传热面积。流体一次通过管程的称为单管程,一次通过壳程的称为单壳程。换热管束可根据需要做成单程、双程或多程[2 ] 。

112 板式换热器

板式换热器的结构比较简单,它由板片、密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱和螺母、上下导杆、前支柱等零部件组成。压紧板、导杆、压紧装置、前支柱统称为板式换热器的框架。按一定规律排列的所有板片,称为板束。其零部件之少,通用性之高,是任何换热器所不能比拟的。密封垫片粘贴在板片的垫片槽内。粘贴好垫片的板片,按一定的顺序置于固定压紧板和活动压紧板之间,用压紧螺柱将固定压紧板、板片和活动压紧板夹紧。板片被叠压在一起时,板片角隅处的孔形成连续通道或导管,使介质从进口进入板叠,并分布到板片的狭窄道中。因为板片上的密封垫的排列及板片按“A”板和“B”板交替排列,故两种介质交替进入狭窄通道。例如热介质在奇数通道之间,而冷介质在偶数通道之间,从而板片使这两种介质隔开。在大多数情况下,介质按逆向流动。在通过设备流动过程中,较热的介质将一定的热能给予板片,板片立即释放热能,将它传给另一侧

较冷的介质。较热的介质温度降低,而较冷的介质温度升高[3 ] 。

板片是板式换热器的核心元件,冷、热流体的换热都发生在板片上,所以它是传热元件,另外它又承受两侧的压力差。板片按波纹的几何形状分有水平平直波纹、人字形波纹、斜波纹等类型。垫片是板式换热器另一个关键的零件。板式换热器的工作温度实质上就是垫片能承受的温度,板式换热器的工作压力也相当程度上受到垫片的制约。板片很薄、刚性差,只能采用弹性材料制作的密封垫片,从板式换热器结构分析,密封周边的长度是

换热面积的6~8 倍,超过了任何其他类型的换热器。

113 板壳式换热器

板壳式换热器介于管壳式和板式换热器之间,具有两种换热器的综合优点,国外称

为“膜式”或“薄片式”换热器。自1981 年第一台波纹板壳式换热器在法国ELF 石油公司Danges 炼油厂投入使用以来,欧美等发达国家竞相开发研制。板壳式换热器由压力容器外壳与传热板束两部分组成。板壳式换热器的壳体外形与管壳式换热器类似,外壳承受操作介质压力,但没有管壳式换热器上常用的设备大法兰。传热板束由数百个不锈钢波纹板片两两正反焊接而成,悬挂于壳体中。冷流体由设备底部进入板束板程,由设备顶部流出。热流体由设备上侧进入板束壳程,由设备下侧流出两流体在板束中呈全逆流换热。板片流道设计成波纹状,相邻板片走向相反,板片间相互交叉的波纹顶端形成接触点,用以

承受冷热流体换热介质的压差。板片流道可根据操作要求和介质的性质,设计成各种当量直径和形状。单台换热面积一般大于800 m2 ,最大已达15 000 m2 。大型板壳式换热器板片单板尺寸大,最大达10 000 mm ×1 200 mm[4 ] ,当板片单片面积达到10 m2 以上时,采用水下爆炸成型[5 ] 。

2 性能特点

211 传热性能

板式换热器有较高的传热系数,一般可达12 560~20 934 KJ / m21h·℃[6 ] 。一般情况下,板式换热器总传热系数比管壳式换热器大3~5 倍以上;在相同换热面积时板式

换热器流通面积比管壳式换热器大5 倍,压降小;最小传热温差:列管式换热器为3~5 ℃,板式换热器为1~3 ℃。板壳式换热器中的流体流动形式与板式换热器相似,在波纹状通道中流动的流体受到强烈扰动,临界雷诺数只有20~50[7 ] ,在很低的流速下就能达到湍流状态,并且可实现纯逆流换热,所以具有很高的传热效率及热回收率。

212 占地面积及重量

板式换热器结构紧凑,单位体积内的换热面积为管壳式换热器的2~5 倍,而且

不用象管壳式换热器那样要预留出管束的检修场地。紧凑度:管壳式换热器为78 m2 / m3 ,板式换热器为220 m2 / m3 。因此实现同样的换热任务时,板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的1/ 5~1/ 10[6 ] 。板式换热器的板片厚度为016~018 mm ,管壳式换热器的换热管厚度为210~215 mm;管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重得多。在完成同样换热任务的情况下,板式换热器所需的换热面积比管壳式换热器的小,即板式换热器的重量轻,大约为管壳式换热器的1/ 5 左右。对于由多个板片组成的板壳式换热器,可在壳体内设置隔板或筋板,使换热器形成蜂窝状结构,因而壳体钢板无需很厚,板壳式换热

器平均重量和体积只有管壳式换热器的25 %~40 %。

213 许用压力和温度

管壳式换热器可以用于较高的压力和温度。由于管板与壳体是刚性连接,因此

在较高温度时考虑增加缓解壳体和管束变形不协调的膨胀节。板式换热器是靠垫片密封的,因此板式换热器的许用压力和温度取决于弹性垫片。传统可拆板式换热器最高许用压力为215 MPa ,温度为250℃以下[6 ] 。板壳式换热器由于板片是通过焊接连接的,取代了板式换热器中的弹性垫片,大大提高了换热器所承受的压力和温度,而且密封性能良好。

214 污垢系数

板式换热器由于板间流体的剧烈湍动,杂质不易沉积和不锈钢制造的板面光滑,易清洗,所以板式换热器的污垢系数比管壳式换热器的污垢系数小得多。板壳式换热器由于换热过程处于强烈的湍流状态,高剪切力抑制了板画上污垢的形成,流体在波纹形通道内的停留时间均匀,所以其结垢倾向远低于管壳式换热器。

215 制造成本

板式换热器主要用金属板材,因而原材料的价格比同样金属的管材要低廉,制造过程主要是冲压成型,机加工较少。板片组装时分A、B 两种依次叠加,一般设计板片时,常使A、B 板能在一个冲模冲压出来,组装时只要将A 板倒转180 即成B 板。零件通用性很大,通

用零件可达90 %以上(管壳式换热器只有13 %的零件可以通用) ,大大降低了制造成本。板壳式换热器虽然采用耐腐蚀优质不锈钢材料制造,但其制造成本却与碳钢管壳式换热

器相当。

其原因在于: ①板材的轧制过程比无缝管的挤制过程简单,能量消耗低,材料成本也低。②由于板片较薄,按面积算016 mm 厚不锈钢板与4 mm 厚碳钢卷板的材料价格几乎相当,而低于3 mm 厚的钢管。③板壳式换热器的传热效率高于管壳式换热器,完成相同任务换热器的传热面积可减少。④板壳式换热器的模具简单,费用低,只需2 - 3 副模具就可用于常用的规格,初期设备投资少,生产效率高[7 ] 。

216 热损失

板式换热器由于仅仅是板片周围暴露在大气中,热损失仅占总传热量的1 %左右,不

需要采用保温层。板壳式换热器虽然波纹板通道内的局部阻力比光滑表面要大,但由于板片数目多,并列的通道数目较多,再加上通道长度较短,所以其阻力损失较小。

217 应用

当介质中无悬浮粒子时,无论从传热系数还是从总费用看,板式换热器都为最佳选择。但是当介质中含有悬浮粒子时,板式换热器易堵塞,传统上用管壳式换热器,其管程流动较理想,但壳程流动的湍流程度太低,导致总传热系数低,投资高。和管壳式换热器一样,板壳式换热器较易清洗,但其传热效率却高得多,因为二侧的传热系数都较高,它的流程

可任意选定,其费用比板式换热器高,但比列管式换热器便宜。总的来看,其质价比最高[8 ] 。

3 结语

板式换热器是一种高效紧凑式换热器。由于有传热系数高、压力损失小、结构紧凑、维修方便等技术诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造的提高,已得到越来越广泛的应用;除了高温、高压和特殊介质等条件外,用板式换热器代替管壳式换热器都可取得明显的效果。但是,一般的散装式板式换热器(可拆卸式板式换热器) 由于本身结构的局限性,使用压力不超过215 MPa ,使用温度不超过250 ℃,此外还存在流体与密封垫片的相容性问题。而板壳式换热器结合了板式换热器和管壳式换热器的优点,基本保持了板式换热器结构紧凑,传热系数高的优点,又保留了管壳式换热器能在高温、高压下操作的优点,因而板壳式换热器在电力、石油、化工、冶金、制冷、暖通和环保等工业领域都有广泛应用前景。

参考文献

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冷凝器文献综述_共3页

文献综述 一、前言 在过程工业生产中,合理而有效地利用热(冷)量是十分重要的。为了实 现工艺物料间的热量传递,人们常采用各种类型的换热器,它是化工、炼油、 动力、食品、冶金、制药等诸多行业部门广泛应用的一种工艺设备。对于迅速 发展的化工、石油化工来说,换热器尤为重要。在化工厂中,换热设备的投资 约占总投资的15%。在炼油厂中,换热器约占全部工艺设备投资的40%。换热 器设计的先进性、合理性,运转的可靠性和热量回收的经济性等,将直接影响 到产品的质量、产量和成本。 在过程工业生产中,进行着各种不同的换热过程,其主要作用是使热量由 温度较高的流体向温度较低的流体传递,使流体温度达到工艺规定的指标,以 满足生产过程的需要。此外,换热设备也是回收余热、废热特别是低品位热能 的有效装置。 换热器是实现不同介质之间能量交换的通用设备,其研究和应用受到世界 各国的普遍重视,是传热技术中最活跃的研究领域之一。按换热设备的用途 可分为加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器、 冷凝器。其中冷凝器用于冷凝饱和蒸汽,使之放出潜热而凝结液化。 二、常用的冷凝器 (1)盘管冷凝器盘管冷凝器是直接火滴水祛松脂加工厂经常用的一种冷凝冷 却设备,一般用紫铜管弯成,其特点是制造简单,容易检修,管外水垢容易清 洗,但总传热系数较低,换热量小,只适用于产量不大的工厂。 (2)列管式冷凝器常用的有三种形式,一为浮头补偿冷凝器,另一种形式为“U”形冷却器。这两种冷凝器一般都是用直径20-25毫米的紫铜管用胀管法固定 在花板上,外壳用普通钢板制造。考虑到紫铜管的热胀冷缩较钢材大,因此采 用浮头式或“U”形管结构,使列管能自由收缩尸避免因材质不同而胀裂。浮头补 偿冷凝器一般用于松节油和水蒸汽的冷凝,"U"形冷却器则多用于冷凝液的冷却。 这种列管式冷凝器,水在管间走,流速慢,很易结垢,有时甚至被泥沙充满, 清洗困难,影响传热效果。三是固定管板式冷凝器,它是由许多管子组成管束, 管束两端通过焊接或胀接固定在两块管板上,管板与筒体采用焊接连接在一起 的一种形式。其特点是: ①在同样壳体直径内,布管最多。使其结构简单、紧凑,制造费用低; ②两端管板固定,当管束与壳体的壁温或材料线膨胀系数相差较大时,为 了吸收热膨胀差,需要在换热器上设置柔性元件(如膨胀节、挠性管板等)以 降低温差应力; ③壳程设置法兰盘,适用于耐泄漏的场合; ④由于管束不能拉出,壳程、管程清洗不方便,管间不能机械清洗。 固定管板换热器适用于壳程介质清洁,不易结垢;管程需要清洗或壳程虽 有污垢,但能进行溶液清洗,以及管、壳程两侧温差不大或温差较大,但壳程 压力不高的场合。

换热器开题报告

丙烯冷凝器(E-301)设计 ———— 摘要:本文先简单阐述了换热器的研究背景,并附带介绍了换热器的重要作用及其型式的发展过程。然后结合课题设计方向,由于本次设计方向为丙烯冷凝器(E-301)的设计,该冷凝器属于浮头式换热器的一种;在介绍浮头式换热器常见通用结构过程中,讲述一些用于该丙烯冷凝器的元件结构。最后,简单讲述了本次设计所用的技术路线,大致介绍了冷凝器设计的相关步骤和方法。 关键字:浮头式换热器,冷凝器,技术路线 1研究背景 换热设备是化工、炼油工业、医药、冶金、制冷等工业中普遍应用的典型工艺设备,用来实现热量的传递,使热量由高温流体传送给低温流体。在实际生产过程中,为了满足工艺的要求,往往进行着各种不同的换热过程:如加热、冷却、冷凝、蒸发等。一般换热器需要满足如下的基本条件:合理地实现所规定的工艺条件;安全可靠;利于安装、操作、维修;经济合理[1]。 管壳式换热器的使用已有很悠久的历史;在二十世纪30年代,开始出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。近年来,由于能源消耗引起了人们的广泛重视,能源价格的逐渐上升,循环回收再利用观念已开始深入人心,工厂中废热回收也越来越具有吸引力。通过换热器的使用,回收生产过程中产生的废热来提高工厂的效率以减少国家的能源需求,节省资源,对于国家长久的发展来说具有重要的意义。同时,通过对换热器的优化设计,提高各类换热器的工作效率,减少因工作而造成的更多的能源浪费,也是设计换热器的重中之重。

换热器文献综述

相变换热器文献综述 学院:材料与化学工程学院 专业:过程装备与控制工程 班级:2011-01 姓名:*** 学号:***

相变储热换热器文献综述 ***(郑州***化工学院) 摘要:本文通过对换热器发展历史的回顾,总结相变储热换热器的理论技术和结构设计,对其物性数据,相变储热材料等做了简要评述。1引言 在工业生产中,为了实现物料之间热量传递过程的一种设备,统称为换热器。它是化工、炼油、动力、原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说,换热器尤为重要。通常在化工厂的建设中,换热器约占总投资的10~20%。在石油炼厂中,换热器约占全部工艺设备投资的85~40%。在化工生产中,为了工艺流程的需要,往往进行着各种不同的换热过程:如加热、冷却、蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备,通过这种设备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足工艺上的需要。由于使用的条件不同,换热设备又有各种各样的形式和结构。另外,在化工生产中,有时换热器作为一个单独的化工设备,有时则把它作为某一个工艺设备中的组成部分。其他如回收排放出去的高温气体中的废热所用的废热锅炉,有时在生产中也是不可缺少的。总之,换热器在化工生产中的应用是十分广泛的,任何化工生产工艺几乎都离不开它。 2换热器发展历史简要回顾 二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管

制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新材料料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。 节能和环保已经成为当今世界的两大主题,经济高速发展、人口不断增长、过度开采和能源的利用率过低导致能源供需矛盾越来越大.能源紧缺受到人们越来越多的关注,能量存储随之引入了人们的生活。近年来,相变储换热器在太阳能利用、工业废热利用及暖通空调蓄冷和蓄热等领域获得了广泛的应用。相变储换热器有多种形式如管簇式、球形堆积床式和平板式,一些研究者对其热性能进行了模拟和实验研究。 3实验研究的主要成果 3.1相变储能材料的导热强化

手动变速器毕业设计说明书

1选题背景 (3) 1.1问题的提出 (3) 1.2文献综述(即研究现状) (4) 1.3设计的技术要求及指标 (5) 2机构选型 (6) 2.1设计方案的提出 (6) 2.2设计方案的确定 (8) 3尺度综合 (10) 3.1机构关键尺寸计算 (10) 4受力分析 (17) 4.1机构动态静力描述 (17) 5机构建模 (18) 5.1机构运动简图及尺寸标注 (18) 5.2机构关键构件建模过程 (19) 5.3机构总体装配过程 (25) 6机构仿真 (28) 6.1机构仿真配置 (28) 6.2机构仿真过程描述 (28) 6.3仿真参数测量及分析 (30) 6.4仿真中存在的不足 (33) 7设计总结 (34) 8收获及体会 (34) 9致谢 (35)

本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用,从而提高汽车动力性和经济性。 设计部分叙述了变速器的功用与设计要求,对该变速器进行了方案论证,选用了三轴式变速器。说明了变速器主要参数的确定,齿轮几何参数的计算、列表,齿轮的强度计算。 该变速器具有两个突出的优点:一是其直接档的传动效率高,磨损及噪声也最小;二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。 关键词:变速器齿轮轴

1选题背景 1.1 问题的提出 从现在市场上不同车型所配置的变速器来看,主要分为:手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、手动/自动变速器(AMT)、无级变速器(CVT)。 手动变速器(Manual Transmission)采用齿轮组,每档的齿轮组的齿数是固定的,所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。比如,一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比,总共只有5个值(即有5级),所以说它是有级变速器。 曾有人断言,繁琐的驾驶操作等缺点,阻碍了汽车高速发展的步伐,手动变速器会在不久“下课”,从事物发展的角度来说,这话确实有道理。但是从目前市场的需求和适用角度来看,笔者认为手动变速器不会过早的离开。 首先,从商用车的特性上来说,手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。以卡车为例,卡车用来运输,通常要装载数吨的货品,面对如此高的“压力”,除了发动机需要强劲的动力之外,还需要变速器的全力协助。我们都知道一档有“劲”,这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。特别是面对爬坡路段,它的特点显露的非常明显。而对于其他新型的变速器,虽然具有操作简便等特性,但这些特点尚不具备。 其次,对于老司机和大部分男士司机来说,他们的最爱还是手动变速器。从我国的具体情况来看,手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史,资历郊深的司机都是“手动”驾车的,他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的,如果让他们改变常规的做法,这是不现实的。虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍,但是大多数年轻的司机还是崇尚手动,尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感,所以一些中高档的汽车(尤其是轿车)也不敢轻易放弃手动变速器。另外,现在在我国的汽车驾驶学校中,教练车都是手动变速器的,除了经济适用之外,关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。 第三,随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭,对于普通工薪阶级的老百姓来说,经济型轿车最为合适,手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家,而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。例如,夏利、奇瑞、吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车,它们的各款车型基本上都是5档手动变速。

汽车变速箱设计开题报告

淮阴工学院 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名:学号: 专业: 设计(论文)题目: 指导教师: 2014 年12 月17 日

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换热器设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目: 学院:化工装备学院 专业班级:过程装备与控制工程0802 学生: 指导教师: 开题时间:2011年10 月18 日

指导教师评阅意见

一、选题的目的及意义: 换热器的基建投资在一般化工、石化企业中约占设备总投资的20%,其中固定管板式换热器约占换热器的70%。 固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体,当两流体的温度差较大时,在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈,(或膨胀节)。当壳体和管束热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。 特点:结构简单,造价低廉,壳程清洗和检修困难,壳程必须是洁净不易结垢的物料。固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。 固定管板换热器的结构特点是在壳体中设置有管束,管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上,两端管板直接和壳体焊接在一起,壳程的进出口管直接焊在壳体上,管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固,管程的进出口管直接和封头焊在一起,管束根据换热器的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。 固定管板式换热器结构简单,制造成本低,管程清洗方便,管程可以分成多程,壳程也可以分成双程,规格围广,故在工程上广泛应用。壳程清洗困难,对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。当膨胀之差较大时,可在壳体上设置膨胀节,以减少因管、壳程温差而产生的热应力。 本课题所设计的冷却器属于固定管板换热器,是针对给定的设计参数,按照相关规定的要求,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,掌握固定管板式换热器的常规设计方法,把所学的知识应用到实际的工程设计中区,为以后的工作和学习打下扎实的基础。 二、国外现状发展及趋势 2.1 国外情况 对国外换热器市场的调查表明,管壳式换热器占64%。虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍将占主导地位。随着动力、石油化工工业的发展,其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。而换热器在结构方面也有不少新的发展。螺旋折流板换热器是最新发展起来的一种管壳式换热器是由美国ABB公司提出的。其基本原理为:将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一其倾角朝向换热器的轴线即与换热器轴线保持一定倾斜度。相邻折流板的周边相接与外圆处成连续螺旋状。每个折流板与壳程流体的流动方向成一定的角度使壳程流体做螺旋运动能减少管板与壳体之间易结垢的死角从而提高了换热效率。在气一水换热的情况下传递相同热量时该换热器可减少30%-40%的传热面积节省材料20%-30%。相对于弓形折

换热器1文献综述

换热器又称热交换器,是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。 换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。 换热器的发展已经有近百年的历史,被广泛应用在石油、化、冶金、电力、船舶、集中供热、制冷空调、机械、食品、制药等领域。 进入80 年代以来,由于制造技术、材料科学技术的不断进步和传热理论研究的不断完善,有关换热器的节能设计和应用越来越引起关注。按照用途来分:预热器(或加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器等。按照制造热交换器的材料来分:金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。按照热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式、逆流式、错流式、混流式。按照传送热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式等三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的换热器,因此又称表面式换热器,这类换热器应用最广。 目前在发达的工业国家热回收率已达96 % ,换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的35 %~40 %。其中管壳式换热器仍然占绝对的优势, 约70 %。其余30 %为各类高效紧凑式换热器、新型热管和蓄热器等设备, 其中板式、板翅式、热管及各类高效传热元件的发展十分迅速。随着工业装置的大型化和高效率化, 换热器也趋于大型化, 并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。当今换热器的发展以CFD (Computational Fluid Dynamics) 、模型化技术、强化传热技 术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系。 管壳式换热器: 管壳式换热器又称为列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。目前,国内外工业生产中所用的换热设备中,管壳式换热器仍占主导地位,虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面不如其它新型换热设备,但它具有结构坚固,操作弹性大,适应性强,可靠程度高,选材范围广,处理能力大,能承受高温高压等特点,所以在工程中仍得到广泛应用。以下是几种常见的管壳式强化换热器。 螺旋槽管换热器,横纹管换热器,螺旋扁管换热器,螺旋扭曲管换热器,波纹管换热器,内翅片管换热器,缩放管换热器,波节管管

变速器设计文献综述

变速器设计文献综述 摘要:车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性,是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况,介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等,还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题,并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词:变速器,科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物,是组成一辆汽车的必需品,而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比,使发动机尽量工作在有利的工况下,满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化,而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要,而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外,也在实现越来越多的功能,例如实现倒车行驶,用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递,在发动机能够怠速运转,汽车换档或需要停车时,中断向驱动轮的动力传递; 实现空档,当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。由此可见,研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。

二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上,原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧,2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前,这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上,配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而,在自动变速器方面,由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异,导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距,即使向国外厂商寻求技术帮助,他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁,这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下,需要大量依赖进口。据统计,进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面,经过长时间的发展,设计原理和生产工艺等都较为成熟,技术难度也相对较低,因此我国通过引进国外先进技术,消化吸收并自主创新,能做到自主生产,基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是,未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主,发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验,更有利于我国变速器产业的发展。 三. 国外变速器先进的设计方法 近10年以来,我国变速器产业特别重视新产品的开发研制,无论是从人力物力的投入,还是资金的投入,都是非常巨大的。

参考文献

参考文献 姓名:林诗远 学号:20100410208 班级:10级车辆二班 第九章机械制造业的环境保护 第一节机械工业的环境污染 机械工业是为国民经济各部门制造各种装备的部门,在机械工业的生产过程中不论是铸造、锻压、焊接等材料成型加工,还是车、铣、镗、刨、磨、钻等切削加工都会排出大量污染大气的废气、污染土壤的废水和固体废物,如金属离子、油、漆、酸、碱和有机物,带悬浮物的废水,含铬、汞、铅、铜、氰化物、硫化物、粉尘、有机溶剂的废气,金属屑、熔炼渣、炉渣等固体废物,同时在加工过程中还伴随着噪音和振动。 熔炼金属时会产生相应的冶炼炉渣和含有重金属的蒸气和粉尘。 在材料的铸造成形加工过程中会出现粉尘、烟尘、噪音、多种有害气体和各类辐射;在材料的塑性加工过程中锻锤和冲床在工作中会产生噪音和振动,加热炉烟尘,清理锻件时会产生粉尘、高温锻件还会带来热辐射;在材料的焊接加工中会产生电弧辐射、高频电磁波、放射线、噪音等,电焊时焊条的外部药皮和焊剂在高温下分解而产生含较多Fe2O3和锰、氟、铜、铝的有害粉尘和气体,还会出现因电弧的紫外线辐射作用于环境空气中的氧和氮而产生O3、NO、NO2等;气焊时会因用电石制取乙炔气体而产生大量电渣。 在金属热处理中,高温炉与高温工件会产生热辐射、烟尘和炉渣、油烟,还会因为防止金属氧化而在盐浴炉中加入二氧化钛、硅胶和硅钙铁等脱氧剂而产生废渣盐,在盐浴炉及化学热处理中产生各种酸、碱、盐等及有害气体和高频电场辐射等;表面渗氮时,用电炉加热,并通入氨气,存在氨气的泄露;表面氰化时,将金属放入加热的含有氰化钠的渗氰槽中,氰化钠有剧毒,产生含氰气体和废水;表面(氧化)发黑处理时,碱洗在氢氧化钠、碳酸和磷酸

换热器设计开题报告

换热器设计开题报告 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

理工学院毕业设计(论文)开题报告题目:气-液介质专用换热器设计 学生姓名:石静学号:09L0503216 专业:过程装备与控制工程 指导教师:郭彦书(教授) 2013 年 4月 8 日

1文献综述 绪论 换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。一般换热设备在化工、炼油装置中的建设费用比例达20%~50%因此无论从能源利用,还是从工业的投资来看,合理地选择和设计换热器,都具有重要意义。在各种换热器中,由于管壳式换热器具有单位体积内能够提供较大的传热面积、传热效果好、适应性强、操作弹性大、易制造、成本低、易于检修和清洗等特点,因此应用最广泛。管壳式换热器按结构特点分为固定管板式、U型管式、浮头式、双重管式、填涵式和双管板等几种形式。不同的结构各有优缺点,适用于不同的场合。本文介绍的是板式换热器[1]。 管壳式换热器的特点 管壳式换热器是由一系列具有一定波纹形状的的金属片叠装而成的一种高效换热器。换热器的各板片之间形成许多小流通断面的流道,通过板片进行热量交换,它与常规的管壳式换热器相比,在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下,其传热系数要高出很多。板式换热器的广泛应用,加速了我国板式换热器行业的迅速发展,但我国板式换热器设计与发达国家之间仍存在着不小的差距。板式换热器是以波纹为传热面,在流道中布满网状触电,流体沿着板间狭窄弯曲、犹如迷宫式的通道流动,其速度大小和方向不断改变,形成强烈的湍流,从而破坏边界层,减少界面膜热阻,并使固体颗粒悬浮,不易沉积,有效地强化了传热,因此,它比管壳式等其他类型换热器具有很多独特的优点。第一,传热系数高,由于换热器的特殊结构及组装方式,使介质在流经相邻两板片间的流道时,流动方向和流速不断变化,在低流速下,形成急剧湍流,强化换热;第二,温差小,由于板式换热器具有较高的传热系数及强烈的湍流,可使热交换器的一、二次流体温度十分接近,温差趋近1~3℃;第三,热损失小,由于板片边缘及密封垫暴露在大气中,所以热损失极小,一般为1%左右,不需采取保护措施。在相同换热面积情况下,板式换热器的热损失仅为管壳式换热器的五分之一,而重量则不到管壳式的一半;第四,结构紧凑,换热板片由薄的不透钢板压制而成,板片间距一般为4mm,板片表面的波纹大大增加了有效换热面积,这样单位容积中可容纳很大的传热面积(每立方米体积可布置250㎡的传热面积),占地面积仅为管壳式的五分之一到十分之一。因此,体积小,节省安装空间。第五,适应性强,可根据产量及工艺要求,方便地增加或减少传热板片,亦可将板片重新排列,改变流程组合;第六,用途广泛,目前已广泛应用于化工、石油、机械、冶金、电力、食品、热水供应、集中供暖等工程领域,完成加热、冷却、蒸发、冷凝、余热回收等工艺过程中截

换热器的研究发展现状

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷增刊·338· 化工进展 换热器的研究发展现状 支浩,汤慧萍,朱纪磊 (西北有色金属研究院,陕西西安 710055) 摘要:随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。 换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现。随着经济的发展,各种不同结构和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。换热器又称热交换器,是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。本文主要介绍了现有换热器的分类,各种换热器的特点工作原理及应用情况,对目前换热器的存在问题和发展趋势进行分析。 关键词:换热器;强化换热;研究现状 随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现[1-4]。 1 换热器的分类方式 随着科学和生产技术的发展,各种换热器层出不穷,难以对其进行具体、统一的划分。虽然如此,所有的换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分[5-6],具体如下。 按照用途来分:预热器(或加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器等。 按照制造热交换器的材料来分:金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。 按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。 按照热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式、逆流式、错流式、混流式。 按照传送热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式等三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的换热器,因此又称表面式换热器,这类换热器应用最广。 间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式和板面式。管式换热器以管子表面作为传热面,包括套管式换热器和管壳式换热器等;板面式换热器以板面作为传热面,包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等。 2 管式换热器 管式换热器主要有套管式换热器和管壳式换热器两种。 2.1套管式换热器 套管式换热器是将不同直径的两根管子套成的同心套管作为元件、然后把多个元件加以连接而成的一种换热器,工作时两种流体以纯顺流或纯逆流方式流动。套管式换热器的优点是:结构简单,适用于高温、高压流体,特别是小容量流体的传热。另外,只要做成内管可以抽出的套管,就可清除污垢,所以它也使用于易生污垢的流体。他的主要缺点是流动阻力大;金属消耗量多;管间接头较多,易发生泄露;而且体积大,占地面积大,故多用于传热面积不大的换热器[5,7]。 2.2管壳式换热器 管壳式换热器又称为列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。目前,国内外工业生产中所用的换热设备中,管壳式换热器仍占主导地位,虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面,

变速器设计文献综述复习进程

变速器设计文献综述

变速器设计文献综述 摘要:车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性,是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况,介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等,还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题,并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词:变速器,科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物,是组成一辆汽车的必需品,而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比,使发动机尽量工作在有利的工况下,满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化,而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要,而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外,也在实现越来越多的功能,例如实现倒车行驶,用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递,在发动机能够怠速运转,汽车换档或需要停车时,中断向驱动轮的动力传递; 实现空档,当离合器

接合时,变速箱可以不输出动力。由此可见,研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。 二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上,原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧,2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前,这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上,配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而,在自动变速器方面,由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异,导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距,即使向国外厂商寻求技术帮助,他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁,这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下,需要大量依赖进口。据统计,进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面,经过长时间的发展,设计原理和生产工艺等都较为成熟,技术难度也相对较低,因此我国通过引进国外先进技术,消化吸收并自主创新,能做到自主生产,基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是,未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主,发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验,更有利于我国变速器产业的发展。

醋酸酐文献综述

北京化工大学北方学院 NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY (2016)届本科生毕业设计 文献综述 题目: 6000吨/年醋酸酐生产装置工艺设计 学院:化工与材料工程学院专业:应用化学 学号:姓名:

指导老师: 2015年11月30日 文献综述 前言 醋酸酐是一种无色透明液体,有刺鼻辛辣的嗅味,与乙醚可以任一比溶解在乙醇和水中放出分解热水解成醋酸,溶于醇,醚,丙酮等有机溶剂。 醋酸酐又名乙酸酐,是重要的乙酰化试剂,广泛应用于医药工业,染料工业及香料工业中。例如在医药工业中用于制造合霉素,咖啡因和阿司匹林等;在染料工业中用于生产分散深蓝HCL,分散大红S-SWEL,分散黄棕S-2REL等;在香料工业中用于生产香豆素,乙酸龙脑酯,葵子麝香,乙酸柏木酯等。 用作溶剂和脱水剂,也是重要的乙酰化试剂和聚合物引发剂。应用最终产物是醋酸纤维素和醋酸纤维塑料,这种纤维大部分用于制造香烟的过滤嘴、船舶工业的织物和日用织物,还可制造旋风炸药三次甲基三硝基胺。 醋酸酐还可用于制造漂白剂和聚合反应的引发剂等,应用十分广泛。

1.醋酸酐的生产工艺 目前醋酸酐的生产工艺主要有醋酸裂解法(又称乙烯酮法),乙醛氧化法和醋酸甲酯羰基合成法。 1.1乙烯酮法 乙烯酮法(又称醋酸裂解法)生产醋酐是醋酸在高温和催化剂存在下进行的。工艺过程分两步进行,首先是气相醋酸裂解生成乙烯酮,然后醋酸和乙烯酮经吸

收生产粗酐,经精馏提纯制得成品醋酐。 醋酸脱水经过乙烯酮制备醋酐的工艺中,醋酸首先分解成乙烯酮和水,其最佳反应温度为730~750℃。反应在0.2%-0.3%(wt)磷酸三乙酯催化剂存在下的气相中进行,达到平衡转化点(占醋酸量的85%~90%)后通入氨气,破坏催化剂,稳定平衡。乙烯酮的选择性为90%(mo1)~95%(mo1)。乙烯酮在分段冷却器系统中从沸点较高的醋酐、醋酸和水中排出,然后与循环的醋酸反应转化成醋酐。反应过程中不断补充新鲜醋酸,在此处,乙烯酮选择性接近100%。 该法的最大特点是生产工艺流程复杂,副反应多,能耗大,但由于技术成熟,生产的安全性高,另外,对在醋酸裂解部分醋酸的质量要求并不高,可以使用其它装置和本身回收的醋酸,因此,在国外早期建设的装置应用该法,目前我国仍普遍采用。醋酸裂解的产物乙烯酮是一种重要的中间体,它可以用于生产农药、食品防腐剂等,这种产物在羰基化的工艺中不会出现,因此,乙烯酮工艺的裂解部分是很有生命力的。 1.2乙醛氧化法 乙醛氧化制醋酐的工艺原理与乙醛氧化制醋酸的原理相似,催化剂可以是醋酸锰和醋酸铜,醋酸钴和醋酸镍,或者醋酸高脂肪酸的钴盐和铜盐,醋酸锰可以阻碍乙醛氧化过程中爆炸量的过氧醋酸的生成。乙醛氧化生成过氧醋酸,实际上是生成单过氧醋酸酯,它反应生成醋酐和醋酸。当温度在40~60℃和铜存在下液相反应时,单过氧醋酸酯近乎定量分解为醋酐和水。 由于醋酐水解,所以也有醋酸形成。如果醋酐产生率要求最大化,那么水解反应必须最小化。乙醛转化成醋酸和醋酐的总选择性为95%以上,产品中醋酐与醋酸比例为56:44。为了保持产品中较高的醋酐比例,产品必须从反应器中的气相排出,以维持反应器中醋酐的限度高于醋酸浓度。使用共沸溶剂,比如醋酸乙酯也可以促进水蒸气从反应区域中排出。乙醛氧化法虽然流程简单,工艺成熟,可以实现醋酸和醋酐的联产,但腐蚀严重且操作条件要求比较高,消耗高,成本高,目前该法已逐渐被淘汰。 1.3醋酸甲酯羰基合成法

强化传热 文献综述

华北电力大学研究生结课作业 学年学期:2014—2015第二学期 课程名称:强化传热 学生姓名: 学号: 提交时间:2015.3.26

强化传热文献综述 摘要:研究各种传热过程的强化问题来设计新颖的紧凑式换热器,不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题,同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务,因而研究和开发强化传热技术对于发展国民经济的意义是十分重要的。本文主要总结了管内强制对流换热和强制对流沸腾换热、管束中强制对流换热、大容器沸腾换热和凝结换热的强化方法。以及管壳式换热器和管内置扰流元件的强化传热的研究进展。 关键词:强化传热;粗糙表面法;扩展表面法;扰流元件;机械强化法;静电场法 引言 工质的流动和传热在动力、核能、制冷、化工、石油乃至航空、火箭和航空等工业中是常见的。这些工业的换热设备中广泛存在着各种传热问题。以动力工业中的火力发电厂为例,蒸汽锅炉本身就是一个大型复杂换热面。燃料在炉膛中燃烧生产的热量,需要应用多种传热方式,通过炉膛散热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤器加热工质,是工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。此外,在锅炉尾部还装有利用排出烟气加热燃烧所需空气的空气预热器。在电厂的热力系统中还装有各式给水加热器、蒸汽凝结器、燃油加热器等。在这些设备中也都存在各种各样的传热问题。换热器的合理设计、运转和改进对于节省资金、能源、金属和空间而言是十分重要的。 1 强化传热的目的和意义 1.1目的 减小初设计的传热面积,以减小换热器的体积和重量;提高现有换热器的换热能力;使换热器能在较低温差下工作;减少换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗。 1.2意义 研究各种传热过程的强化问题来设计新颖的紧凑式换热器,不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题,同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务,因而研究和开发强化传热技术对于发展国民经济的意义是十分重要的。 2换热器中强化传热的途径及分类 2.1途径: 增加平均传热温差;扩大换热面积;提高传热系数。 2.2分类 从被强化的传热过程来分,可分为导热过程的强化、单相对流换热过程的强化、沸腾传热过程的强化、凝结传热过程的强化和辐射传热过程的强化。 从提高传热系数的各种强化传热技术来分,可分为有功技术和无功技术两类。有功强化传热技术包括:机械强化法、振动强化法、静电场法和抽压法等。无功强化传热技术包括:表面特殊处理法、粗糙表面法、扩展表面法、装置强化元件法和加入扰动流体法等。 3提高传热系数来强化传热的技术 3.1单相流管内强制对流换热的有效强化方法 使管内流体发生旋转运动。流体发生旋转可是贴近壁面的流体速度增加,同时还改变了整个流体的流动结构。在采用各种有效的使流体旋转的措施后,增加了旋转流体的流动路

换热器文献综述(综述报告)(经典版)

板式换热器综述报告 院系:机械工程学院 姓名:xxxxxx 学号:xxxxxxxxxx 班级:过控10-3班 日期:2012年12月28日

前言 用来使热量从热流体传递到冷流体,以满足规定工艺要求的装置统称为换热器。随着生产和科学技术的发展,化工、动力机械、原子能工业,特别是汽车、火车、航空等工业部门迫切要求高效、轻巧而又紧凑的换热设备,这就促使新结构形式的热交换设备的出现和不断发展。板式换热器就是在这种形式下发展起来的新产品。 国内外板式换热器的发展是欧美发达国家于20世纪80年代起开始竞相开发、研制各种型式的板式换热器。其中具有代表性的为法国Packinox公司,该公司于20世纪80年代首次在催化重整装置中用一台大型板式换热器替代传统的管壳式换热器组。20世纪90年代末期,Packinox公司又将大型板式换热器用于加氢装置。该公司的产品得到UOP(美国联合油)的认证,其产品主要用于的催化重整、芳烃及加氢装置。而板式换热器在中国的起步比较晚。1999年兰州石油机械研究所研制成功大型板式换热器,该产品(专利号:ZL98249056.9)具有国际先进水平、首创独特结构的全焊式板式换热器,并已在炼油厂重整装置,化肥厂水解解吸装置及集中供热换热站等场合得到应用。 近年来,随着我国石化、钢铁等行业的快速发展,换热器的需求水平大幅上涨,但国内企业的供给能力有限,导致换热器行业呈现供不应求的市场状态,巨大的供给缺口需要进口来弥补。 同时,我国出口的换热器均价平均不到进口均价的一半。可以想见,我国出口的产品多是附加值低的中、低端产品,而进口的产品多是附加值高的高端产品。这充分说明我国对高端换热器产品需求旺盛但供给不足的市场现状。 作为一个高效紧凑式换热器,在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中,

换热器文献综述

管壳式换热器强化传热研究 摘要:从管程强化和壳程强化两方面论述了管壳式换热器强化传热技术的机理,指出了管壳式换热器今后发展中的主要方向;同时对换热器的防腐措施以及改进动向作了介绍。 关键词:强化传热;管壳式换热器;防腐 Abstract: shell and tube heat exchanger was discussed from two aspects of the strengthening of the tube side and the strengthening of the shell to strengthen the mechanism of heat transfer technology, pointing out that the main direction of future development of the shell and tube heat exchanger; heat exchanger anti-corrosion measures well as improved trends were introduced. Keywords: heat transfer enhancement; shell and tube heat exchanger; anti-corrosion 引言 管壳式换热器是当今应用最广泛的换热设备,它具有高的可靠性和简单易用性。特别是在较高参数的工况条件下,管壳式更显示了其独有的长处“目前在提高该类换热器性能所开展的研究主要是强化传热,适应高参数和各类有腐蚀介质的耐腐材料以及为大型化的发展所作的结构改进。 一、换热器的强化传热研究 换热器的强化传热就是采用一定的措施增大换热设备的传热速率,力图用较少的传热面积或体积的设备来完成传热任务。各种强化型换热器在石油、化工、制冷、航空、车辆、动力机械等工业部门己得到广泛应用。强化传热已被学术界称为第二代传热技术。换热器的强化途径主要有:提高传热系数,扩大传热面积,增大传热温差等[1]。其中提高传热系数是当今强化传热的重点。传热系数的大小主要取决于换热器中两种流体的对流传热系数、污垢层的热阻和换热管管壁的热阻等。一般情况下热管管壁的热阻比较小,可以忽略不计,而主要通过在管内装入各种强化添加物(内插物),设置挡板,增强湍流强度和延缓污垢层的形成等措施,达到提高传热系数的目的。在实际的操作过程中可以通过强化管程传热和强化壳程传热两个方面强化换热器的传热[12]。 1.1强化管程传热 目前管程强化传热[26]的研究主要集中在开发异型传热管,如:螺旋槽纹管、横纹槽管和缩放管等。国内外已经有许多研究单位和生产厂家成功的应用了技术。 (l)螺旋槽纹管换热器 其管内强化传热主要由两种方式起决定作用:流体在管内流动时受螺旋槽纹的引导,使靠近壁面的部分流体顺槽旋流,产生局部的二次流,增加流体的湍动性;还有一部分流体顺壁面轴向流动,由于螺旋槽导致形体阻力,产生逆向压力梯度,引起边界层分层及边界层中流体质量的扰动,从而加快由壁面至流体主体的热量传递。据有关文献报道美国国家Argonne实验室和GA技术公司设计、制造的螺旋槽纹管换热器,其传热性能比光管提高24倍。我国上海溶剂厂把螺旋槽纹管应用到甲醛余热锅炉中,使传热系数提高了60%[2]。目前,

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