毕业设计(论文)开题报告
板片在固定压紧板和活动压紧板夹紧力的作用下相互支承,以抵抗通道内不平衡压力对其产生冲击。为此,在板型设计中还要考虑支承点的合理分布以及加强筋的布置等。一块管板按功能可以分成导流部分、换热部分、密封部分、边缘支承以及悬挂定位等五个部分,其中换热部分是板片结构的核心,其结构形式主要取决于换热介质的性质,要根据传热学和流体力学设计确定[12]。目前,板式换热器设计、运行还是主要依靠实验研究。早在132年前,德国发明了板式换热器,直到1932年才开始成批生产铸铜沟道板片的板式换热器。1930年,研究出不锈钢波纹板型板式换热器,从此为现代板式换热器奠定了基础。通过实验研究和应用实验表明,人字形的传热性和流阻特性效果优良,人字形的传热性和流阻特性效果优良,所以近几十年板式换热器大都采用人字形板片。板式换热器实物实验投资大,时间长,花费大量的人力,一些大型换热器及复杂工况条件下的换热器难以进行实验。故近年来,人们越来越热衷于采用计算流体力学手段对板式换热器进行数值模拟,而将CDF(计算流体力学)与实验有机结合在一起研究板式换热器是一种高效、经济的研究手段[13]。
1.5 结语
作为一种高效紧凑式换热器,在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中,除了高温、高压和特殊介质条件外,板式换热器均已替代管壳式换热器。经试验证明在板式换热器使用范围内,绝大多数工况时,用不锈钢板式换热器与管壳式换热器的竞争会更加激烈。此外,我国板式换热器在实验研究和理论研究方面与国外先进水平相比仍然存在较大差距,所以仍需进一步加强板式换热器的研究。目前,我国换热器产业的市场规模大概360亿人民币。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,我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。另外,航天飞行器、半导体器件、核电站、风力发电机组、太阳能光伏发电及多晶硅生产等高新技术领域都需要大量的专业换热器。展望板式换热器的未来,它会在更广泛的领域大有作为。
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2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径
2.1本课题研究并解决的问题
通过分析、确定气—液介质换热器的型式,对所选型式的换热器进行结构设计、工艺计算、强度计算,并对所设计的换热器从经济、技术等方面进行比较评价。根据给定设计条件对气-液介质换热器进行比较选型,确定结构。按给定设计条件进行气-液介质换热器的结构设计、工艺计算、强度计算根据不同的工艺条件和操作工况。
2.2本课题拟采用的研究手段及途
根据生产需求确定设计方案,首先确定换热器的类型,安排合理的管程,其次确定
物性数据,包括壳程和混合气体的定性温度,管程流体的定性温度,根据定性温度,分别査取壳程和管程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的物性数据是实测值,若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混合气体的物性数据。然后进行传热面积的估算,包括计算热流量、平均传热温差、传热面积和冷却水用量。然后进行工艺结构尺寸的计算,包括计算管径和管内流速,管程数和传热管数,折流挡板的形状和间距的确定按单程管设计所需的传热管长度,以及传热管总根数等。最后进行热流量的核算,包括当量直径的计算,壳程流通截面积的计算,壳程流体流速及其雷诺数的确定,以及普朗特数和粘度校正的计算等。
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参考文献
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12 王雨,赵臣.板式换热器的板片结构组合形式及密封结构.现代制造工程,2007(1):115~117
13 赵晓文,苏俊林.板式换热器的研究现状及进展.冶金能源,2011(7):52~54
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