-
课题介绍在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，称为换热器。它是石油、化工、食品、动力及其它许多别的工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类，即：间壁式、混合式和蓄热式[1]。24567
- 上一篇：侧弯支座成型级进模设计开题报告
- 下一篇：内模结构研究开题报告
本文主要介绍间壁式换热器中的管壳式换热器（又称列管是换热器）。其适应性最大，使用也最广泛。要由壳体、管束、管板和封头等部分组成,。壳体多呈圆形，内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。列管式换热器的优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构紧固，可选用的结构材料范围广，操作弹性大，其最大的缺点是传热效率低。列管式换热器主要可以分为：固定管板式，浮头式，U型管式，填料函式换热器等，在大型装置中普遍采用。论文网
2 课题研究的意义
2.1 研究发展换热器的意义
换热器有着广泛的应用，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的冷却器等，都是换热器。它还广泛应用于石油化工、动力和原子能等工业部门[2]。它的主要功能是满足工艺过程对介质所要求的特定温度， 同时也是提高能源利用率的主要设备之一。在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30%，在炼油厂中占全部工艺设备的40%左右。而海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。其中，管壳式换热器占主导地位约64%[3]。
由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重。随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，其传热效果提高了很多，长期以来，在产业出产中作为一种典型的换热器。但是，其还是有许多不足的地方。所以，研究发展换热器是十分有必要的，改进其性能，使其拥有传热效率高，体积小，重量轻，污垢系数低，拆卸方便等优点，降低工业成本，提高经济效益。
2.2 列管换热器在工业上的应用以及研究意义
列管式换热器是一种通用的标准换热设备。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。由于金属材料的热导率大，所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。它是通过管子壁面进行传热的，列管式换热器根据结构特点可分：固定管板式换热器、浮头式换热器、U 形管式换热器、填料函式换热器这四种。它具有结构坚固、弹性大、承压能力好、可靠程度高、使用范围广等优点，所以在各工程中仍得到普遍使用[4]。如合成氨工业，硫酸工业，废热回收工业等。
但是，随着世界各国对节能环保要求的不断提高和能源的日益短缺，促使人们对换热器的性能提出了更高的要求。作为重要的能量交换设备的列管换热器，它的性能优劣无疑对于能源的有效利用和环境保护具有重要作用，因此管壳式换热器的研究受到人们的高度重视[4]。发展提高它的传热量也是当务之急。需要从管程方面，选择合适的换热管以及从壳程方面，发展设计合适的壳程结构，使流体流速分布均匀，提高传热效率，为许多工业行业，带来巨大的经济和社会效益。
3 国内外换热器的研究进展与主要成果
3.1 国内外换热设备的研究进展和主要成果
换热器按其功能分为：如冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等。按换热部件的特点可分为：管壳式换热器、翅片管式换热器、板式换热器（包括板片式换热器和板翅式换热器）。它的作用可以是以热量交换为目的。即在一定时间内交换一定数量的热量；也可以是以回收热量为目的，用于余热利用，而在这种场合为了降低换热设备对原生产系统的阻力通常通过改善换热器壳程的减阻和增效来实现[8] 。它的发展已经有近百年的历史，其在国民经济的诸多领域（如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等）得到广泛的应用[5]。上个世纪70年代初发生的世界能源危机，有力地促进了传热技术的发展。为了节能降耗，提高工业生产的经济效益，要求开发适用不同工业过程要求的高效能换热设备[6]。