處理量4500kgh二硫化碳精餾系統(tǒng)—冷凝器設(shè)計(jì)含10張CAD圖,處理,kgh,二硫化碳,精餾,系統(tǒng),冷凝器,設(shè)計(jì),10,cad 題目： 處理量4500kg/h二硫化碳精餾系統(tǒng)——冷凝器設(shè)計(jì) 一、 前言 1.課題研究的意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨 1.1 本課題的研究意義 在化工和石油化工廠中，傳熱既是最重要也是應(yīng)用最多的過(guò)程[1]。工廠運(yùn)轉(zhuǎn)是否經(jīng)濟(jì)常常取決于熱或冷的利用和回收的效率。供氣、供電和供冷等公用工程在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，關(guān)鍵在于使熱的轉(zhuǎn)化和回收效率最高。?換熱器是在具有不同溫度的兩種和兩種以上流體之間傳遞熱量的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱器的主要作用是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿(mǎn)足過(guò)程工藝條件的需要。換熱器是化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子能、制藥，航空及其他許多工業(yè)部門(mén)廣泛使用的通用設(shè)備。 在化工廠中，換熱器的投資約占總投資的10%-20%；在煉油廠中，該項(xiàng)的投資約占總投資的35%-40%。?換熱器的種類(lèi)很多，有多種多樣的結(jié)構(gòu)每種結(jié)構(gòu)形式的換熱器都有其自身的結(jié)構(gòu)特征及其相應(yīng)的工作特性。 就目前而言換熱器經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，已經(jīng)有不同種類(lèi)，在不同的場(chǎng)合有不同的換熱器。但是應(yīng)用較多的是管殼式換熱器管殼式換熱器由于始終受到普遍應(yīng)用和重視,其理論研究的深度和設(shè)備改進(jìn)的步伐都是板式類(lèi)換熱器所不能比擬的。 近年來(lái)在新的節(jié)能及環(huán)保要求的技術(shù)革新中,其技術(shù)和發(fā)展速度又有所提高,許多新型高效換熱器不斷涌現(xiàn),如折流桿換熱器、新結(jié)構(gòu)高效換熱器、高效重沸器、高效冷凝器、雙殼程換熱器、螺紋管換熱器、螺紋鎖緊環(huán)換熱器、環(huán)高壓換熱器、非金屬換熱器以及稀有金屬換熱器等[2]。 熱交換器的發(fā)展呈現(xiàn)多樣化、專(zhuān)門(mén)化，有多種分類(lèi)方法：按照熱交換器傳熱原理可以分為表面式熱交換器、蓄熱式熱交換器、流體連接間接式熱交換器，直接接觸式熱交換器[3]；按用途可以分為加熱器、預(yù)熱器、過(guò)熱器和蒸發(fā)器等；按熱交換器的結(jié)構(gòu)分類(lèi)又可以分成板式熱交換器、固定管板式熱交換器、u型管板散熱器、浮頭式熱交換器等類(lèi)型。按冷熱流體流動(dòng)方向可以分為逆流式、順流式、混流式錯(cuò)流式；按傳量方式分為間壁式、混合式、蓄熱式三種類(lèi)型[4]。設(shè)計(jì)中的熱交換器為間壁式列管熱交換器，按照用途分為冷卻器。 隨著時(shí)代的進(jìn)步在工業(yè)、制藥業(yè)、化工等行業(yè)的升級(jí)，各個(gè)領(lǐng)域?qū)Q熱器高性能、高效率、低能耗、緊湊型的追求。這就需要不斷的對(duì)各種換熱器進(jìn)行研究對(duì)各種換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)置、優(yōu)化進(jìn)行研究。就目前而言我國(guó)在新型換熱器的研發(fā)應(yīng)用方面與國(guó)外尚存在較大差距，因此我們可以借鑒國(guó)外換熱器發(fā)展中的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展適應(yīng)本國(guó)生產(chǎn)需要的各類(lèi)高效傳熱設(shè)備，以滿(mǎn)足我們的國(guó)家在各個(gè)需要熱交換器的領(lǐng)域，用以提升本國(guó)工業(yè)，故對(duì)換熱器的研究尤為需要。 1.2 國(guó)內(nèi)熱交換器發(fā)展現(xiàn)狀 在我國(guó)換熱器的制造技術(shù)遠(yuǎn)落后于外國(guó)，由于制造工藝和科學(xué)水平的限制早期的換熱器只能采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器[5]，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長(zhǎng)期以來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。 進(jìn)入21世紀(jì)后，大量強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置，我國(guó)換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升[6]，板式換熱器日漸崛起。最近幾年，我國(guó)還在大型管殼式換熱器、大直徑螺紋鎖緊高壓換熱器、高效節(jié)能板殼式換熱器、大型板式空氣預(yù)熱器方面獲得了重大突破[7]。 熱管換熱器是一種高效傳熱的新型換熱器[8]，熱管換熱器主要由箱體、管板、熱管元件組成，其中熱管是其關(guān)鍵元件。熱管是一種充填了適量工作介質(zhì)的真空密封容器，當(dāng)熱量傳入熱管的蒸發(fā)段時(shí)，工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā)流向冷凝段，在那里蒸汽被冷卻，釋放出汽化潛熱，冷凝變成液體，然后在多孔吸液芯的毛細(xì)力或重力的作用下返回蒸發(fā)段，如此反復(fù)循環(huán)，通過(guò)工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳遞。熱管換熱器的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效率高，在傳遞相同熱量的條件下制造熱管換熱器的金屬耗量少于其它類(lèi)型的換熱器。 進(jìn)入21世紀(jì)后，大量的強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置，我國(guó)換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升，板式換熱器日漸崛起。如蘭石換熱設(shè)備公司板式換熱器成功進(jìn)入國(guó)內(nèi)核電建設(shè)項(xiàng)目常規(guī)島和核島領(lǐng)域[9]，并陸續(xù)將板式換熱器用于大乙烯項(xiàng)目、鈦白粉生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域。四平巨元瀚洋板式換熱器公司也成功進(jìn)入大亞灣二期嶺澳核電站的常規(guī)島和核島領(lǐng)域。 最近幾年，我國(guó)還在大型管殼式換熱器、大直徑螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器、高效節(jié)能板殼式換熱器、大型板式空氣預(yù)熱器方面獲得了重大突破。 2008年8月，由中國(guó)石化集團(tuán)上海工程公司與中國(guó)第一重型機(jī)械公司、蘭州石油機(jī)械研究所、鎮(zhèn)海煉化公司共同承擔(dān)研制的鎮(zhèn)海煉化百萬(wàn)噸/年乙烯項(xiàng)目-EO/EG裝置大型管殼式換熱器國(guó)產(chǎn)化研制通過(guò)技術(shù)鑒定，標(biāo)志著我國(guó)在大型管殼式換熱器領(lǐng)域獲得了重大突破。該換熱器是國(guó)內(nèi)正在制造的首臺(tái)換熱面積超過(guò)10000m2的超大型管殼式換熱器[10]。 2009年4月，中國(guó)石化組織專(zhuān)家對(duì)“大直徑螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器國(guó)產(chǎn)化研制攻關(guān)”項(xiàng)目進(jìn)行了科學(xué)技術(shù)成果鑒定。該項(xiàng)目是依托中國(guó)石化青島煉油化工有限責(zé)任公司千萬(wàn)噸級(jí)煉油項(xiàng)目中的320萬(wàn)噸/年加氫處理裝置開(kāi)展的，由中國(guó)石化工程建設(shè)公司、中國(guó)石化青島煉油化工有限責(zé)任公司、蘭州蘭石機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司、撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司聯(lián)合承擔(dān)。 2009年6月，由甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司研制開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)10500m2高效節(jié)能板殼式換熱器暨國(guó)產(chǎn)首臺(tái)100萬(wàn)噸/年P(guān)X裝置10910m2板式空氣預(yù)熱器在上海通過(guò)出廠驗(yàn)收[11]。該10500m2高效節(jié)能板殼式換熱器將應(yīng)用在中國(guó)石油烏魯木齊石化分公司100萬(wàn)噸/年芳烴聯(lián)合裝置，是目前國(guó)內(nèi)單臺(tái)換熱面積最大的國(guó)產(chǎn)板殼式換熱器，其采用的RZ4板型、T型分布器等多項(xiàng)技術(shù)屬?lài)?guó)際領(lǐng)先，換熱器整體已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。10500m2高效節(jié)能板殼式換熱器的研制成功是國(guó)產(chǎn)板殼式換熱器發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)板殼式換熱器已跨入國(guó)際領(lǐng)先行列，并將結(jié)束同類(lèi)產(chǎn)品依靠進(jìn)口的歷史。 1.3 國(guó)外熱交換器發(fā)展現(xiàn)狀 日本日阪（Hisaka）制作所是熱力工程專(zhuān)家級(jí)企業(yè)，在板式換熱器的設(shè)計(jì)和制造方面具有國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)。其板式換熱器用于加熱、冷卻、熱回收、熱交換、冷凝、滅菌等方面。日阪熱交換器成功地使用在所有主要工業(yè)部門(mén)：化工、食品、鋼鐵、紙漿、機(jī)械、汽車(chē)、石油加工、紡織、船舶、空調(diào)及發(fā)電廠。 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)80年代起開(kāi)始競(jìng)相開(kāi)發(fā)、研制各種型式的板殼式換熱器。板殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)與板式換熱器相似，但板間距增大，取消了墊片，改用焊接法連接各板，形成通道[12]。板殼式換熱器最適合于介質(zhì)清沽、換熱量大和壓降小的場(chǎng)合。法國(guó)Packinox公司于20世紀(jì)80年代首次在催化重整裝置中用一臺(tái)大型板殼式換熱器替代傳統(tǒng)的管殼式換熱器組。20世紀(jì)90年代末期，Packinox公司又將大型板殼式換熱器用于加氫裝置，該公司的產(chǎn)品得到UOP(美國(guó)聯(lián)合油)的認(rèn)證。而板殼式換熱器在中國(guó)起步比較晚，1999年蘭州石油機(jī)械研究所研制成功大型板殼式換熱器，并于1999年5月8日通過(guò)中國(guó)石化總公司鑒定[13]。 國(guó)外對(duì)流換熱在多孔介質(zhì)中的重要作用及其在相關(guān)行業(yè)中的若干技術(shù)應(yīng)用，例如食品加工，地?zé)岵杉?yáng)能集熱器技術(shù)，地下污染物擴(kuò)散，谷物儲(chǔ)存，核反應(yīng)堆熱排放，放熱反應(yīng)在包裝，床反應(yīng)器，電子箱等中，它在過(guò)去幾十年的幾個(gè)基礎(chǔ)研究中一直是一個(gè)感興趣的課題。 在該領(lǐng)域最近的研究中，一些研究人員已經(jīng)研究了熱交換器中的傳熱性能，而沒(méi)有考慮多孔介質(zhì)[14—18]。 例如，Sheikholeslami等人已經(jīng)對(duì)穿孔不連續(xù)螺旋湍流器對(duì)雙管水 - 空氣換熱器的傳熱特性的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 1.4換熱器的發(fā)展趨勢(shì) 長(zhǎng)期以來(lái)，列管式換熱器面臨著各種新型換熱器的挑戰(zhàn)，且某些場(chǎng)合已被一些新型換熱器所取代，但是由于它的高度可靠性和廣泛的適應(yīng)性，至今仍然居于統(tǒng)治地位。例如在日本其產(chǎn)量占全部換熱器的70%，產(chǎn)值占60%。由于受到挑戰(zhàn)，反過(guò)來(lái)也促進(jìn)了它自身的發(fā)展。 例如在高溫、高壓領(lǐng)域，已有用它取代蛇管、套骨式換熱器的趨勢(shì)［20］ 。 1.于整體裝置設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)傳統(tǒng)的整體裝置設(shè)計(jì)任務(wù)是由各個(gè)部門(mén)的工作小組分別對(duì)其中的某一項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì), 并通過(guò)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)相互聯(lián)系來(lái)完成的, 而最近發(fā)展起來(lái)用于整體裝置設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù), 可以使這種繁重的任務(wù)變得簡(jiǎn)單起來(lái)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng), 不同類(lèi)型的設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件可以有機(jī)地形成一個(gè)整體, 設(shè)計(jì)者只需通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)向應(yīng)用軟件中輸入相關(guān)參數(shù), 便可得到更多的關(guān)于設(shè)計(jì)任務(wù)的數(shù)據(jù), 并且這些數(shù)據(jù)可以反饋到數(shù)據(jù)庫(kù)中[21]。隨著CAD 軟件包和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展, 用于整體裝置設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)必定會(huì)代替手工計(jì)算設(shè)計(jì)方法。 2.計(jì)算流體力學(xué)( CFD) 和模型化設(shè)計(jì)的應(yīng)用在換熱器的熱流分析中, 引入計(jì)算機(jī)技術(shù), 對(duì)換熱器中介質(zhì)的復(fù)雜流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行定量的模擬仿真。目前, 基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的熱流分析已經(jīng)用于自然對(duì)流、剝離流、振動(dòng)流和湍流熱傳導(dǎo)等的直接模擬仿真, 以及對(duì)輻射傳熱、多相流和稠液流的機(jī)理仿真模擬等方面[22]。在此基礎(chǔ)上, 在換熱器的模型設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中, 利用CFD 的分析結(jié)果和相對(duì)應(yīng)的模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 使用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器進(jìn)行更為精確和細(xì)致。 3.換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展以采用強(qiáng)化傳熱元件和改進(jìn)換熱器結(jié)構(gòu)為主的強(qiáng)化傳熱技術(shù)是一種能顯著改善換熱器傳熱性能的節(jié)能技術(shù)[23]。根據(jù)傳熱物流條件的不同情況, 殼程傳熱強(qiáng)化的研究必然與強(qiáng)化傳熱管的優(yōu)化組合相聯(lián)系,這是今后換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)發(fā)展的方向。 在世界范圍內(nèi)，雖然目前管殼式換熱器仍占主導(dǎo)地位，但各種板式換熱器的競(jìng)爭(zhēng)力在逐漸上升。世界換熱器產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)品與技術(shù)方面的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為產(chǎn)品大型化、高效化、節(jié)能化，此外，換熱器新材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用、產(chǎn)品技術(shù)的更新?lián)Q代、不同應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的細(xì)分化也都是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著工業(yè)裝置的大型化及高效化，世界換熱器也趨于大型化，并向低溫差、低壓力損失方向發(fā)展，在大型化的同時(shí)也提高了產(chǎn)品的換熱效率，更加體現(xiàn)節(jié)能減排。在管殼式換熱器領(lǐng)域，世界大型管殼式換熱器直徑已經(jīng)突破4.5m，部分甚至達(dá)到了5m以上，出現(xiàn)了換熱面積超過(guò)10000m2的超大型管殼式換熱器[24]；目前，板殼式換熱器、空氣預(yù)熱器的最大單臺(tái)換熱面積也都超過(guò)了10000m2。 2．課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 本課題的研究目標(biāo)主要是完成精餾操作系統(tǒng)中的塔頂冷凝器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.1 主要研究?jī)?nèi)容包括 準(zhǔn)備前期材料：翻譯論文和寫(xiě)文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì)計(jì)算：換熱校核、筒體強(qiáng)度校核、管板校核 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 使用繪圖軟件繪圖并打印 2.2 要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵問(wèn)題： 換熱工藝計(jì)算；設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)；管板校核 2.2.1 關(guān)于熱交換器的強(qiáng)化傳熱問(wèn)題和傳熱面積的確定 強(qiáng)化熱交換器的傳熱過(guò)程，主要目的就是為了在單位時(shí)間和一定的傳熱面積中傳遞盡量多的人，主要意義就是在特定的設(shè)備投資和輸送功率的情況下，取得一定的傳熱量，從而使設(shè)備容量不斷增加，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[25]。 根據(jù)傳熱速率方程，(Q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳遞的熱量，即功率，單位；K：總傳熱系數(shù)；：對(duì)數(shù)平均溫差；：兩端溫差中較大的[10]；：兩端中溫差較小的) 在總功率一定時(shí)，傳熱面積大小取決于傳熱系數(shù)和對(duì)數(shù)平均溫差。 2.2.2 熱交換器效率的問(wèn)題 根據(jù)文獻(xiàn)中提出換熱元件的熱效率評(píng)價(jià)體系計(jì)算換熱器效率n作為換熱性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。是換熱元件的實(shí)際換熱熱流量Φ與最大理論換熱熱流量量中。之比.,同時(shí)也是冷熱流體中熱容量小的流體的“進(jìn)出口溫度差”與“冷熱流體進(jìn)口溫度差”之比,其物理意義為換熱元件中“冷熱流體進(jìn)口溫度差”的利用率。 由于換熱設(shè)備與一般的熱力過(guò)程不同，涉及到設(shè)備投資、運(yùn)行經(jīng)費(fèi)、水電消耗等問(wèn)題，所以評(píng)價(jià)熱交換器和熱交換器效率應(yīng)當(dāng)綜合考慮，通常經(jīng)濟(jì)效率較高的的熱交換器其效率一般在90%左右，否則容易造成不必要的浪費(fèi)[26]。 2.2.3 熱交換器設(shè)計(jì)時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題 （1）不同結(jié)構(gòu)型式的換熱器的特點(diǎn) 由于換熱器的種類(lèi)較多，所以不同的換熱器其所具有的特點(diǎn)是不同的，不同的換熱器會(huì)選擇不同的方式來(lái)處理所遇到的問(wèn)題。例如：固定管板式換熱器的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、沒(méi)有殼程密封的問(wèn)題,而且往往是管板兼作法蘭其適用于 a) 管、殼程溫差較大,但壓力不高的場(chǎng)合(因?yàn)闇夭畲?要加膨節(jié),,GB16749 《壓力容器波形膨脹節(jié)》中規(guī)定設(shè)計(jì)壓力不大6.4MPa)。 b)管、殼程溫差不大,而壓力較高的場(chǎng)合。 c)殼程無(wú)法機(jī)槭清洗,故要求殼程介質(zhì)干凈;或雖會(huì)結(jié)垢,但通過(guò)化學(xué)清而能去除的場(chǎng)。 d)布管多,件少,一次性投資低;但不可更換管束,整臺(tái)設(shè)備往往由換熱管損壞而更換,故設(shè)備運(yùn)行周期短。 （2）管殼式換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)確定 設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格根據(jù)所給的條件進(jìn)行選去合適的參數(shù)。 （3） 管殼式換熱器材料選取 選擇的材料要滿(mǎn)足條件。 （4）管殼式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （5）管殼式換熱器強(qiáng)度計(jì)算 二、 設(shè)計(jì)方案的確定 1 方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù) 1.1方案的原理、特點(diǎn) 固定管板式換熱器 （1）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能承受較高的壓力，造價(jià)低，管程清洗方便， 管子損壞時(shí)易于堵管或者更換。 （2）缺點(diǎn)：當(dāng)管束與殼體的壁溫或材料的膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的應(yīng)力。 （3）適用：其適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢并能進(jìn)行清洗，管、殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場(chǎng)合。 根據(jù)以上管殼式換熱器的特點(diǎn)，水走殼程容易結(jié)垢所以水應(yīng)當(dāng)走管程，殼側(cè)走二硫化碳，又根據(jù)固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能承受較高的壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)易于堵管或者更換。所以確定換熱器的類(lèi)型為固定管板式。 1.2 方案的選擇依據(jù) 由于循環(huán)液是無(wú)毒性介質(zhì)，且易結(jié)垢、不清凈，所以選擇走管程，這樣可以清洗方便，同時(shí)減少泄漏的機(jī)會(huì)循環(huán)水是被冷卻的流體，可利用殼體散熱，增強(qiáng)冷卻效果，也是較為潔凈介質(zhì)，而且粘度大流量相對(duì)較小，因有折流板作用下，可提高流動(dòng)對(duì)流傳熱系數(shù)。所以選擇循環(huán)水走管程程較為合理 2 設(shè)計(jì)步驟 2.1確定物性數(shù)據(jù) 熱流量 平均傳熱溫差 傳熱面積 2.2工藝結(jié)構(gòu)尺寸 管徑和管內(nèi)流速 管程數(shù)和傳輸管數(shù) 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 殼體內(nèi)徑 折流板 接管 2.3換熱器核算 管板校核 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 污垢熱阻和管壁熱阻 傳熱系數(shù) 應(yīng)力核算 三、階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)與應(yīng)用價(jià)值 1 階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃 周 次 工 作 內(nèi) 容 第 7 學(xué)期 17-19 周 查閱文獻(xiàn)（中文>15 篇，英文>5 篇）撰寫(xiě)文 獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告；查閱并翻譯一篇英文文 獻(xiàn)。 第 8 學(xué)期 1-2 周 修改翻譯、文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告，上傳系統(tǒng)。 3-4 周 確定設(shè)計(jì)方案，工藝計(jì)算；實(shí)習(xí) 5-6 周 結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 7 周 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8-10 周 計(jì)算機(jī)繪制圖紙（總裝配圖、部件圖、零件 圖） 11-12 周 繪制三維零部件圖 13 周 修改圖紙和畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、整理畢業(yè)設(shè)計(jì) 14-16 周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 2 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 完成精餾操作系統(tǒng)中的塔頂冷凝器的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 應(yīng)用價(jià)值： 換熱器是化工、石油、能源等各工業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的單元設(shè)備之一。據(jù)統(tǒng)計(jì), 在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中換熱器的投資大約占設(shè)備總投資的30% , 在煉油廠中占全部工藝設(shè)備的40% 左右, 海水淡化工藝裝置則幾乎全部是由換熱器組成的。對(duì)國(guó)外換熱器市場(chǎng)的調(diào)查表明[29], 雖然各種板式換熱器的競(jìng)爭(zhēng)力在上升,但管殼式換熱器仍占主導(dǎo)地位約64% 。新型換熱元件與高效換熱器開(kāi)發(fā)研究的結(jié)果表明, 列管式換熱器已進(jìn)入一個(gè)新的研究時(shí)期, 無(wú)論是換熱器傳熱管件, 還是殼程的折流結(jié)構(gòu)都比傳統(tǒng)的管殼式換熱器有了較大的改變, 其流體力學(xué)性能、換熱效率、抗振與防垢效果從理論研究到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面也均有了新的進(jìn)步[30]。目前各國(guó)為改善該換熱器的傳熱性能開(kāi)展了大量的研究, 主要包括管程結(jié)構(gòu)和殼程結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱的發(fā)展。 三、 參考文獻(xiàn) [1] 徐茂德.壓力容器與化工設(shè)備設(shè)計(jì)制造新技術(shù)及質(zhì)量安全控制標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用全書(shū)[M].河北.銀聲音像出版社,2004年 [2] 崔海亭，姚仲鵬.強(qiáng)化型管殼式換熱器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].火力原子力發(fā)電，1976，27(2):171~182. [3] 方書(shū)起，祝春進(jìn)，吳勇，牛青川等.強(qiáng)化傳熱技術(shù)與新型高效換熱器研究進(jìn)展[J]. 化工機(jī)械，2004，31(4):249~253. [4] 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì). JB/T4712.1～4712.4-2007 容器支座 [S]. 北京：新華出版社，2007. [5] 馮國(guó)紅，曹艷芝等.管殼式換熱器的研究進(jìn)展[J].化工技術(shù)與開(kāi)發(fā).2009 [6] 劉曉紅,徐濤,等1管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱研究進(jìn)展[J]1廣州航海高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2005,13(2):192221[10] 肖峰,時(shí)曉銳,等1管殼式換熱器傳熱強(qiáng)化的研究與開(kāi)發(fā)[J]1化工時(shí)刊,2006,20(7):192211 [7] 中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì).四平市換熱器產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[R].2009年10月 [8] 吳亞冬.管殼式換熱器的研究與進(jìn)展〔J〕.化工時(shí)刊，2002，11:18~22. [9] 汪波,毛靳豐等.國(guó)內(nèi)換熱器的研究現(xiàn)狀與展望[J].制冷與空調(diào).2010 [10] 劉杰．換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)的選取[J]．遼寧化工，2014，43(11)：1396-1397． [11] 鄭雪蘋(píng), 孫俊杰, 李寶安《新型換熱器的發(fā)展趨勢(shì)》( 包頭液壓機(jī)械有限公司, 內(nèi)蒙古包頭 014030) 第14 期總第216 期2010 年7月 [12] 陸璐.換熱器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇.2011（2）：49-50 [13] 中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)，四平市換熱器產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[R].2009. [14]Goodarzi M, Kherbeet ASh, Afrand M, Sadeghinezhad E, Mehrali M, Zahedi P, et al. Investigation of heat transfer performance and friction factor of a counter-flow double-pipe heat exchanger using nitrogen-doped, [15]Hashemian M, Jafarmadar S, Sadighi Dizaji H. A comprehensive numerical study on multi-criteria design analyses in a novel form (conical) of double pipe heat exchanger. Appl Therm Eng 2016;102:1228e37. [16] Ma T, Chu WX, Xu XY, Chen YT, Wang QW. An experimental study on heat transfer between supercritical carbon dioxide and water near the pseudocritical temperature in a double pipe heat exchanger. Int J Heat Mass Transf 2016;93:379e87. [17] Sheikholeslami M, Ganji DD, Gorji-Bandpy M. Experimental and numerica analysis for effects of using conical ring on turbulent flow and heat transfer in a double pipe a ir to water heat exchanger. Appl Therm Eng 2016;100:8 [18] Syed KS, Ishaq M, Iqbal Z, Hassan A. Numerical study of an innovative design of a finned double-pipe heat exchanger with variable fin-tip thickness. Energy Convers Manag 2015;98:69e80. [19]王偉，商玉坤，王立剛.焦化廠粗煤氣冷卻用固定管板式換熱器改進(jìn).能源技術(shù)與管理。2011，（2）：122-147. [20] 董其伍,劉敏珊,等1管殼式換熱器研究進(jìn)展[J]1化工設(shè)備與管道,2006,43(6):182221 [21] 陳世醒,張振華1一種特殊形式的螺旋折流板換熱器[J]1遼寧石油化工學(xué)學(xué)報(bào),2005,25(1):612631[14] 商麗艷,李萍,等1不同螺旋角的螺旋折流板換熱器性能試驗(yàn)研究[J]1壓力容器,2008,25(3):92121 [22] 矯明,徐宏,等1新型高效換熱器發(fā)展現(xiàn)狀及研究方向[J]1化工設(shè)計(jì)通訊,2007,33(3):502551 [23] 匡國(guó)柱,史啟才.化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001 [24] 王永紅. 列管式換熱器強(qiáng)化傳熱研究及發(fā)展［J］.低溫與超導(dǎo).2012（5）：53-57 [25] 賀運(yùn)初1換熱器的強(qiáng)化傳熱與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]1化工裝備技術(shù),1997,(2):25228 [26] 劉曉紅,徐濤,等1管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱研究進(jìn)展[J]1廣州航海高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2005,13(2):192221[10] 肖峰,時(shí)曉銳,等1管殼式換熱器傳熱強(qiáng)化的研究與開(kāi)發(fā)[J]1化工時(shí)刊,2006,20(7):192211 [27] 鄭雪蘋(píng), 孫俊杰, 李寶安《新型換熱器的發(fā)展趨勢(shì)》( 包頭液壓機(jī)械有限公司, 內(nèi)蒙古包頭 014030) 第14 期總第216 期2010 年7月 [28] Hughes,JohnS1HeatExchanger[P]1US6513583,20032022041 [29] 陸應(yīng)聲,張正國(guó),等1管殼式壓縮機(jī)內(nèi)導(dǎo)筒旋流裝置[P]1CN20042008335618,20052122071 [30] 陸民廷《淺談管殼式換熱器的振動(dòng)及預(yù)防措施》(南寧化工股份有限公司廣西南寧530031)第39卷第7期2010年7月 五、指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn) 簽名 年 月 日