水-甲苯热交换器设计+CAD图纸(3)
时间:2019-05-03 10:04 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
随着科学技术的进步及计算机模拟换热数学模型的推广普及，或有更高效，更多的的新型换热器，而对于制造方来说，成本降低﹑技术含量提高，这样的话经济效益也会明显提高。各种新型高效的换热器将逐步取代现有常规产品，电场动力效应强化传热技术，添加物强化沸腾传热技术，滴状冷凝技术，微生物传热技术，磁场动力传热技术。在工业装置换热器的选择方面要根据工况本身的自然条件，现场条件，运行经验等因素进行综合的考虑，同时要坚持高效率，低能耗，运行安全稳定，便于文修的原则，来取得满意的经济效益。 近年来国内换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器行业在未来一段时期内将保持稳定增长，2011年至2020年期间，我国换热器产业将保持年均10-15%左右的速度增长，到2020年我国换热器行业规模有望达到1500亿元。 随着我国可持续发展战略的实施，国家对单位GDP的能耗控制指标不断细化。作为重要过程设备的换热器在石油、化工、冶金、核电、建材等行业的热量回收和综合利用中发挥着越来越大的作用。“十一五”以来，我国在大型炼油、大型煤化工、大乙烯等项目的建设中投资力度加大，规模也越来越大。和大型化的成套装置相适应，诞生了许多大型的换热设备。为了全面提高换热设备的传热能力，我国在换热设备的选型和研究上做了许多卓有成效的工作，主要包括三个方面的内容[2]：研究和采用包括高通量换热管在内的各种强化传热元件技术；对大型管壳式换热器进行攻关：在高效传热结构的基础上研究大型缠绕管式换热器和大型板壳式换热器。除此以外，我国大型板式换热器的国产化中也取得了一定的进展。目前大型板式换热器主要应用于核电和海洋工程，这些领域采用国产化板式换热器的数量有限；同时由于受到使用环境的影响，某些强化传热的方法受到限制或者应用效果并不显著。 为了尽快实现EO/EG换热器和EO反应器这类大型换热设备的国产化，中国一重、中国石化南化公司化机厂等单位充分利用各自企业在我国石化设备制造中的优势，开展了多项研制攻关工作。其中，中国一重利用其在加氢反应器和核反应堆容器中的设计制造经验，探索大型换热器的材料、结构、制造工艺等关键技术，在大型换热器的国产化中取得了突出的业绩。 但是在大型换热器设备有着更深层此的技术问题需要我们去研究探索。举例为大型换热器传热与流动的工艺设计。由于我国许多成套装置工艺(尤其是化工工艺)的软件包是从国外购买的，在换热设备的选择上国内并没有多少发言权。大型换热器在传热与流动上的机理有其明显的特殊性，最典型就是混合介质的局部冷凝和整体冷凝。在大型换热器内实际混合物的冷凝过程介于整体冷凝和局部冷凝之间。流体入口段，工艺条件保证了较高的流速，剪切力起主导作用，截面的气液两相混合较好，近似整体冷凝。而出口处的工艺条件会造成两相分层，重力起明显作用，接近局部冷凝。冷凝器设计软件主要基于冷凝侧当地传热膜系数的准则方程，并对气相扩散阻力进行简单修正。由于气液两相界面附近的气相浓度梯度，扩散阻力降低了有效传热膜系数。尤其在低热通量条件下，当地传热膜系数的准则方程的不确定度很高。因此设计软件不能反映混合物冷凝的实际传热过程。另外设计过程一般不考虑壳程冷凝流体的不均匀性。对于混合物冷凝，诸如回流、涡旋、旁路及流动死区等现象造成实际流场与理想流场的偏离。非理想流场的影响可显著降低混合物冷凝器的性能。超临界混合组分流体在换热器的传热与流动的研究往往受到实验手段的限制，在设计中借用了纯物质的准则方程，因此其传热与流动的设计和实际工况还有一定的差距。 (责任编辑：qin) |