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開題報告
題 目
F150浮頭式換熱器設計
學生姓名
班級學號
專業(yè)
1 選題的目的與意義
換熱器是國民經(jīng)濟和工業(yè)生產(chǎn)領域中應用十分廣泛的熱量交換設備。隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)、新材料的不斷開發(fā)和能源問題的日趨嚴重。世界各國已普遍把石油化工深度加工和能源綜合利用擺到十分重要的位置。換熱器因而面臨著新的挑戰(zhàn)。換熱器的性能對產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性起著重要的作用，有時甚至是決定性的作用。目前在發(fā)達的工業(yè)國家熱回收率已達 96%。換熱設備在現(xiàn)代裝置中約占設備總重的 30%左右，其中管殼式換熱器仍然占絕對的優(yōu)勢，約 70%。其余 30%為各類高效緊湊式換熱器、新型熱管熱泵和蓄熱器等設備。其中板式、螺旋板式、板翅式以及各類高效傳熱元件的發(fā)展十分迅速。在繼續(xù)提高設備熱效率的同時，促進換熱設備的結(jié)構(gòu)緊湊性、產(chǎn)品系列化、標準化和專業(yè)化、并朝大型化的方向發(fā)展。
浮頭式換熱器屬于管殼式換熱器的范疇,管殼式換熱器仍然是當今應用最廣泛的換熱設備,其可靠性和可能性已被充分證明。特別是在較高的參數(shù)的工況條件下,管殼式更顯示其獨有的長處。
浮頭式換熱器的優(yōu)點如下：
（1） 管束可以抽出，以方便清洗管、殼程；
（2） 介質(zhì)間溫差不受限制；
（3） 可在高溫、高壓下工作，一般溫度小于等于450度，壓力小于等于6.4兆帕；
（4） 可用于結(jié)垢比較嚴重的場合；
（5） 可用于管程易腐蝕場合。
其缺點如下：
（1） 小浮頭易發(fā)生內(nèi)漏；
（2） 金屬材料耗量大，成本高20%；
（3） 結(jié)構(gòu)復雜
給定設計參數(shù)如下：
管程介質(zhì)：煙道氣 殼程介質(zhì)：水
管程設計壓力：1.65MPa 殼程設計壓力：1.55MPa
管程設計溫度：420°C 殼程設計溫度：90°C
腐蝕余量：自定 換熱面積：150 m2
2 國內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
目前各國在提高管殼式換熱器性能所開展的研究主要是強化傳熱，適應高參數(shù)和各類有腐蝕介質(zhì)的耐腐蝕材料以及為大型化的發(fā)展所作的結(jié)構(gòu)改進。
提高傳熱系數(shù)，擴大傳熱面積，增大傳熱溫差是強化傳熱的三種途徑。其中提高傳熱系數(shù)是當今強化傳熱的重點。它包括有源強化（即利用外部能量的機械和流體振動，電場、磁場沖擊的辦法，改善流動狀態(tài)而強化傳熱）和非源強化（即改變傳熱元件本身的表面形狀和便面處理方法，獲得粗糙表面和擴展表面：也有用內(nèi)插物增加流體本身的擾流來強化傳熱）兩種。目前用于管殼式換熱器的強化傳熱，多數(shù)采用非源強化的辦法。
采用強化傳熱管提高傳熱強度，減少換熱面積，使換熱器提高緊湊程度，節(jié)省材料，減緩結(jié)垢速度。
國內(nèi)外換熱器用強化傳熱管通常使用螺紋管和低翅管，我國螺紋管的翅化率一般 3，該類管子適用于管內(nèi)介質(zhì)給熱系數(shù)比管外介質(zhì)的給熱系數(shù)大于 2 倍以上的換熱器，試驗證明可以提高傳熱系數(shù) 30%左右。德國 Hde 公司的螺旋槽管，當2300
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