开题依据换热器是化学工业中应用相当广泛的单元设备之一。据有关资料统计，换热器在现代化学工业中的投资大约占设备总投资的30％ ，海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明，虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64％。新型换热元件与换热器开发研究的结果表明，列管式换热器已进入—个新的研究时期，其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该换热器的传热性能开展了大量的研究，主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展。69803

      甲烷化反应是强放热反应，在通常气体中，每1%CO反应就会产生约71℃的绝热温升，每1%CO2反应会产生约60℃的绝热温升，这一特点带来了许多技术上的问题，在传热方面，过渡段的衔接不合理，导致部分热管处于不工作和非正常工作状态；结构庞大，成本昂贵，极大地阻碍了高温热管换热器工业化应用进程所以在甲烷化反应器预热器的设计中需要重点考虑高热带来的问题。[2]本课题通过对单根热管进行传热强化以及合理预测壳程的流场与温度场的分布，二者的优化组合研究来优化高温热管换热器结构，从而设计出性能更好，实用性更高的甲烷化反应器预热器。

2 文献综述

3 毕业设计内容

3.1 技术参数

  设计一台立式列管式换热器（原始数据见下表3-1）

表 3-1  原始条件及数据

名称 指标

管程 壳程

工作压力 0.2MPa 0.3MPa

工作温度 35-240℃ 380-248.66℃

物料名称 中压蒸汽 氢气等

设计压力 4.5MPa 4.5MPa

生产能力 10m3/h

传热面积 232m2

3.2 重点内容

在换热管与上管板的连接结构这个问题上，要根据设备直径大小确定管接头的数量，是否能均匀分布，以及要保证管板上的冷凝液在短板效应的作用下，从管口位置相对较低的特殊管接头的换热管中迅速排净，从而防止积液，避免腐蚀介质对连接接头的腐蚀，及易燃易爆、毒性介质带来的安全隐患。而且要保证生产制造的难度和费用在控制范围之内。

在强化传热方面，虽然翅片管传热高效，传热性能卓越，但是还不能确定本课题需要采用哪种结构参数的翅片管，不同结构参数翅片管的传热性能也不同，如果采用错误的话会适得其反。所以要采用合适规格的翅片管。论文网

3.3 创新点分析

3.3.1 换热管与上管板的特殊连接结构

    采用排液管板，即上管板的普通管接头与管口位置相对较低的特殊焊接结构相结合的连接方式去改善连接接头处因腐蚀而产生泄露的情况。

3.3.2 列管式换热器的强化传热

    翅片管作为一种高效传热元件，其传热性能对设备的冷却效果具有决定性作用。本课题采用特殊的翅片管来强化换热器的传热性能，提高换热器的换热效果。

4 工作进度

   12月26日-1月6日：毕业实习，查资料，开题报告，文献翻译等

   2月20日-3月10日：总体方案确定，物性参数确定，热力计算、阻力计算，材料选择