浮头式换热器的设计文献综述

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1、浮头式换热器的设计文献综述化学生物学专业：茹意 指导老师：彭钢摘要：进入8O年代以来，由于制造技术、材料科学技术的不断进步和传热理论研究的不断完善，有关换热器的节能设计和应用越来越引起关注。据统计，换热器的投资约占全部设备投资的40。因此，从节能、节材和节约资金角度来说，如何选用高效换热器已不可避免地成为每个工程设计人员面临的问题。目前，节能减排已成为我国“十二五”期间重要战略的举措，高效节能换热器的研究也成为当今地下换热领域研究的热点1。关键词：换热器；传热系数；浮头式换热器二、正文1. 国内外换热器的发展以及分类1.1国强化传热系数指提高流体和传热之间的传热系数。 其主要方法归结为下述两个

2、原理：温度边界层减勃和调换传热面附近的流体。因此最近十几年来，强化传热技术受到了工业界的广泛重视，得到了十分迅速的发展，凝结是工业中普遍遇到的另一种相变换热过程，凝结换热系数很高，但经过强化措施还可以进一步提升换热效率。管外凝结换热的强化对冷却表面的特殊处理，主要是为了在冷却表面上产生珠状凝结。珠状凝结的换热系数可比通常的膜状凝结高510倍，由于水和有机液体能润湿大部分的金属壁面，所以应采用特殊的表面处理方法（化学覆盖法、聚合物涂层法和电镀法等），使冷凝液不能润湿壁面，从而形成珠状凝结。用电镀法在表面涂一层贵金属，如金、铂、钯等效果很好，缺点是价格昂贵。冷却表面的粗糙化粗糙表面可增加凝结液膜的

3、湍流度，亦可强化凝结换热。实验证明，当粗糙高度为0.5mm时，水蒸气的凝结换热系数可提高90%。值得注意的是，当凝结液膜增厚到可将粗糙壁面淹没时，粗糙度对增强凝结换热不起作用。有时当液膜流速较低时，粗糙壁面还会滞留液膜，对换热反而不利。 采用扩展表面，在管外膜状凝结中常常采用低肋管，低肋管不但增加换热面积，而且由于冷凝流体的表面张力，肋片上形成的液膜较薄，因此其凝结换热系数可比光管高75%100%。应用螺旋槽管和管外加螺旋线圈。螺旋槽管，管子内外壁均有螺纹槽，既可强化冷凝换热，又可强化冷却侧的单相对流换热，与光管相比其凝结强度可提高3550%。在管外加螺旋线圈，由于表面张力使凝结液流到金属螺旋

4、线圈的底部而排出，上部及四周液膜变薄，从而凝结换热系数有时甚至可提高2倍。管内凝结换热的强化扩展表面法，采用内肋管是强化管内凝结的最有效的方法，试验表明，其换热系数比光管高2040%。按光面计算则换热系数可高12倍。 采用螺旋槽管等流体旋转法可以强化凝结换热。换热效率同比提升30%，但此时流动阻力也会增加。 改变传热面形状的方法有多种，其中用于无相变强化传热的有横波纹管、螺旋螺纹管和缩放管，还有螺旋扁管和偏置折边翅片管。都是高效换热元件。值得注意的是，在强化凝结换热之前，应首先保证凝结过程的正常进行。例如，排除不凝气体的影响，顺利地排除冷凝液等。改变实践证明，在降低流体在壳程的阻力并保证流体在

5、湍流状态下流动，这样才能充分的提高介质的换热系数，内翅片管、横螺纹管、螺旋螺纹管都一样，不但可用于单相对流传热，也可以有效的用于管内流动沸腾传热（螺纹管在湍流时可使对流传热系数增加一倍多）。当然现在各式换热器的设计各有新颖之处，结构上各具特色。原有的换热器厂家最近也研制出一种新型Hybrid换热器，他克服了板式因密封问题而受到限制的弱点，很有发展前途。 近年来，随着制造技术的进步，强化换热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件与工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，也取得了较大的经济效益。故我们在选择换热设备时一定要根据不同的工艺、工况要求选择。换热器的作用可

6、以是以热量交换为目的。在即定的流体之间，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；也可以是以保证安全为目的，即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。换热器的作用不同，其设计、选型、运行工况也各不相同。对换热器的基本要求是换热器要满足换热要求，即达到需求的换热量和热媒温度;换热器的热损失要少，换热效率要高;流动阻力要小;要有足够的机械强度，抗腐蚀和抗损坏能力要强，维护工作量要少;结构要合理，工作要安全可靠，即零部件之间因为温升而产生的热应力不会导致换热器破裂;要便于制造、安装和检修;经济上要合理，设奋全寿命期的总投资要少（总投资包括设备及附属装置初投资费用和

7、运行维护管理费用）;生活热水系统的换热器应易于清除水垢，以上要求常常相互制约，难于同时满定，因此应视具体情况，在换热器的选型和设计中有所侧重，满足工程对换热器的主要要求。因为换热器故障率较低，并且供暖为季节性负荷，有足够的检修时间，生活热水系统暂停供热也不会造成重大影响，所以可不设备用换热器。换热器台数的选择和单台能力的确定应适应热负荷的分期增长，并考虑供热的可靠性。未来，国内市场需求将呈现以下特点：对产品质量水平提出了更高的要求，如环保、节能型产品将是今后发展的重点；要求产品性价比提高；对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈；逐渐注意品牌产品的选用；大工程项目青睐大企业或企业集团产品。国内经济

8、发展带来的良好机遇，以及进口产品巨大的可转化性共同预示着我国换热器行业良好的发展前景。同时，行业发展必须要注重高端产品的研发。1.2国外换热器的现状及发展 近年来，在生物、电子制造业、汽车制造业、航空以及空间技术等领域也开始大量使用换热设备，其技术进步已经直接关系到国民经济的发展和人民生活质量的提高，而换热器技术的发展也时刻为人们所关注。在国内换热器技术快速发展的同时，国外特殊结构换热器也有新的进展。主要包括以下几种：（1）热塑性全焊式换热器；（2）插塞式接头转换器式换热器；（3）板式换热器一反应嚣一体化装置；（4）毛细板式换热器；（5）多孔翅片板翅式换热器；（6）氟塑料制蛇管式换热器；（7）

9、Heliflow螺旋盘管式换热器；（8）De换热器2。1.3国内外的新型换热器发展在换热器的热流分析中，引入计算机技术，对换热器中介质的复杂流动过程进行定量的模拟仿真。在此基础上，在换热器的模型设计和设计开发中，利用CFD的分析结果和相对应的模型实验数据，使用计算机对换热器进行更为精确和细致的设计3。换热器的新技术得到了实用化，并进一步扩大其适用范围，具有高效、低耗、性能优越的新型换热器将推广应用，我国应借鉴国外先进换热器技术，努力赶上国际先进水平4。一个稳定的数值模型开发了过滤和热量交换,预测这两个层面维瞬态响应的两种固体和流体的阶段5。在世界范围内，虽然目前管壳式换热器仍占主导地位，但各种

10、板式换热器的竞争力在逐渐上升6。传热的概念碳化硅紧凑碳化硅紧凑换热器研究了可用于设计中间换热器操作在高温下聚变反应堆7。翅片式换热器，这种换热器表面一般进行了翅片密度测试，换热性能比较好8。2.换热器的制造 换热器的制造首先是通过给定的相关参数，比如管板、传热管按压差及温差、材料要求、工作介质、焊缝要求、热处理要求等等。 设计换热器最终计算出流体的出口温度，核算我们所选用的换热管材料、数量及换热片数量，是否完全能够满足设计要求。换热器制造过程中的焊接过程：外壳体的焊接、筒壳与端盖的焊接和管箱的焊接9。在换热器生产过程中存在着不能立即反映出来的问题。主要包括：生产换热器时造成其密封槽的底平面高于

11、外圄平面，而管箱的隔板低于外圄密封面，这样造成配合时出现隔板垫片压实不紧甚至出现密封间隙；折流板的不规范；进行管子的截取时操作中误差太大10。3. 管壳式换热器的介绍3.1管壳式换热器的分类 管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。近年来。尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促成了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占有主导地位。根据其结构可以分为五类：固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器和釜式重沸器11。换热器的结构类型繁多，但按其传热特征可分为3类：混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器12。3

12、.2浮头式换热器 浮头式换热器的管子一端固定在一块固定管板上，管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间，用螺栓连接；管子另一端固定在浮头管板上，浮头管板夹持在用螺柱连接的浮头盖与钩圈之间，形成可在壳体内自由移动的浮头，故称为浮头式换热器13。3.3浮头式换热器的防腐与故障分析浮头式换热器在使用过程中，会出现各种故障，如管箱内泄漏、管束及其连接处泄漏、法兰泄漏、腐蚀泄漏、堵塞等。建国以来化工系统所发生的重大泄漏事故案例，大部分是由于密封失效、密封件设计或安装不合理造成的14。一般用细长管做喷头对换热器管束内表面进行喷砂处理、高科技防腐涂料的配制过程、对管束进行灌装涂漆的防腐工艺15。发现当工作介质的热交

13、换器是流体摩擦所发挥的作用不能充分考虑单液优化算法16。3.4浮头式换热器的设计 浮头式换热器的研究不要是从其结构和材料进行，考虑到对于毕业设计材料研究难度较大，我主要是从换热器的内部结构入手。浮头式换热器的主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构（包括管束）三部分。管程结构包括：换热管、管板、管箱、管束分程、换热管与管板连接等等；壳程结构包括：壳体、折流板、折流杆、防短路结构、壳程分程等等。利用相关软件计算换热器的换热效率，对内部结构进行及时改进。一个最优的热回收网络是面积及能源的目标最优值需要17。 浮头法兰的厚度受控于强度和结构两个方面。强度方面包括法兰在管程压力和壳程压力单独作用下的厚度

14、计算，并应分别考虑预紧和操作18。浮头式换热器钩圈结构特点上进行分析，找出不同的规律，结台工作实际进行计算19。换热器管板的设计计算20。三、结论 换热器的整个设计制造过程中，制造、材料和腐蚀主要是对其进行了解。在结构设计过程中主要是进行计算、校核等等，根据毕业设计题目给定的换热器相关参数，最后利用CAD软件进行换热器图纸绘制。在设计过程中不断提高自己的科研能力,对于计算、画图始终保持一种认真的态度。四、参考文献1陆璐.换热器的研究现状及发展J.产业与科技论坛，2011，10（2）：49-50.2曹蕾，曹纬.国外特殊结构换热器的研发新进展J.化学工程与装备，2010,10:139-141.3仟

15、孝平.换热器研究现状以及发展趋势J.高新技术产业发展，257097P.2011.4郑雪苹，孙俊杰，李宝安.新型换热器的发展趋势J.内蒙古科技与经济,2011,7(14):79-80.5V.Henriquez,A,Macias-Ma&in.Hotgasfiltration.usingamoving-bedheatexchanger-filterM.ChemicaiEngineeringandProcessing,1997,36:353-361.6黄蕾，黄庆军.世界换热器产业发展现状综述J.石油与化工设备,2011,14(3):5-9.7Y.Takeuchia,C.Parka,K.Noboriob

16、,Y.Yamamotoa,S.Konishia.HeattransferinSiCcompactheatexchangerM.FusionEngineeringandDesign.2010(85).8J.Wanga,G.G.Hirsa,P.Rollmannb.TheperformanceofanewgastogasheatexchangerwithstripfinJ.EnergyConversion&Management,1999),40:1743-17519卢平.大型浮头式换热器的制造J.杭氧科技，2000,1:14-17.10张峰，孟祥京.换热器制造中存在的问题及解决措施J.山东机械，19

17、98（3）：34-35.11郑津洋，董其伍，桑芝富主编.过程设备设计M.第三版.北京：化学工业出版社,2010.6:240-266.12刘月芹.浅谈换热器的分类和特点J.化工设计通讯，2003,9（29）3:39-42.13张海峰.一种浮头式管板换热器硇设计R.科技信息.14周涛,徐东,李小红.浮头式换热器失效及故障分析J.甘肃科技，2007,7（25）14:56-57.15李玉巧.浮头式换热器的防腐与试压工艺J.化工科技市场，2008,11（31）11:17-18.16JiangfengGuo,MingtianXu.Theapplicationofentransydissipationthe

18、oryinoptimizationdesignofheatExchangerM.AppliedThermalEngineering,2012,36:227-235.17A.Akbari,M.R.Omidkhaha,M.R.Hojjati.HeatexchangernetworkareatargetingconsideringstreamallocationtoshellortubesM.ComputersandChemicalEngineering,2008,32:31433152.18桑如苞.浮头法兰的合理设计J.石油化工设备技术，2002，23(4).19王文波，刘风柱，赵淑娟.浮头式换热

19、器钩圈结构设计J.黑龙江日化，1997,4:30-31.20潘世俊，郝佩宁.浮头式换热器管板的一种简便计算J.化工设备与防腐蚀，2003,5.- 欢迎下载资料，下面是附带送个人简历资料用不了的话可以自己编辑删除，谢谢！下面黄颜色背景资料下载后可以编辑删除X X X 个 人 简 历个人资料姓 名：xxxx婚姻状况：未婚照片出 生：1987-06-24政治面貌:团员性 别：男民 族：汉学 位：本科移动电话：专 业：英语电子邮件：地 址： 教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程本科阶段主修大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译

20、学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。特长及兴趣爱好除了有专业的英语方面知识外，我在校生活部工作一年, 在系宣传部和秘书处各工作一年。为全面发展，大三上学期，我加入系文学社，参于了我系心韵杂志的创刊和编辑工作。在这些活动中锻炼了我的领导和团队协作能力，学会了更好的与人相处，这些在我以后的工作中一定会有很大的帮助。计算机能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况：2007-2008 优秀学生会干部 200807 师生合唱比赛一等奖普通话水平测

21、试等级证书英语专业四级证书自我评价X X X 个 人 简 历个人资料姓 名： 婚姻状况：未婚出 生： 政治面貌：团员性 别： 民 族：汉学 位： 移动电话：专 业： 电子邮件：地 址：教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。能力及特长这要写你明你有什么样的能力及经验，最重要就是告诉用人单位，你会做什么？计算机能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语

22、水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况2007-2008 优秀学生会干部 200807 师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书实习经验（或实践经验或兼职经验）这里写上你的实习经验或实践经验或兼职经验等信息吧，标题自己起一个贴切的。自我评价本人性格开朗、稳重、有活力，待人热情、真诚。工作认真负责，积极主动，能吃苦耐劳。有较强的组织能力、实际动手能力和团体协作精神，能迅速的适应各种环境，并融入其中。我不是最优秀的，但我是最用功的；我不是太显眼，但我很踏实；希望我的努力可以让您满意。这里不要照抄哦，不会写自我评价的朋友，你可以访问http 这里有很多自我评价范文可

23、以参考。（按住键盘的CTRL键，再用鼠标点链接就可以直接打开网站，不用复制到浏览器的。）本人性格热情开朗、待人真诚，善于沟通，应变能力较强。懂得珍惜拥有的一切。B内张型鼓式制动器C湿式多片制动器D浮钳盘式制动器289.零配件市场上的主要价格形式（ABC）A厂家指导价B市场零售价C配件厂价格290.油漆出险桔皮皱，即表面不光滑，可能的原因（ D ）A涂装间通风国强B稀释剂干燥速度过快C稀释剂干燥速度过快慢D一次喷涂过厚291.汽车的动力性能包括（ACD）A最高车速B平均车速C加速时间D能爬上的最大坡度292.车险定损核价运作规范规定事故车辆修复费用包括（ABCD）A事故损失部分维修工时B事故损失

24、部分需更换的配件费C残值D税费293.车辆全损或推定全损案件， 在确定损失前，应该了解（ABD）汽车信息A了解车辆购置时间、价格B取得车辆的购置发票或其他证明C了解车辆的购置渠道D了解车辆的所有人294.机动车电器故障引起火灾的主要原因有（BC）A电瓶故障B线路故障C电器元件故障D日光聚集295. 车险定损核价运作规范规定对残值处理的原则（AB）BA所有残值归被保险人所有，保险人在维修费中扣除B事故车辆更换的配件由保险人收回后不计入残值之内C所有配件必须折旧卖给被保险人D所有配件必须折旧卖给维修厂或废品收购站296.从火灾原因调查的角度，汽车火灾的原因分（ABCD）A机械故障类（如发动机过热）

25、B电器类（线路老化短路）C人为类（纵火）D交通事故类（碰撞、倾覆、货物引起）297.对汽车整车进行测量非常重要的平面（D）?A基本面B中心面C零平面D下平面298.机械配件的基本维修原则（ABCD）A超过配合尺寸，通过加工也无法得到装配技术要求B变形通过矫正无法保证使用性能和安全技术要求C断裂无法焊接或焊接后无法保证使用性能和安全技术要求D转向等涉及到安全的所有发生变形的配件299.被保险人可依据哪些有效证明作为领取赔款的凭证（A）ACA居民身份证B有效驾驶本C户口薄300.驾驶员未取得驾驶资格包括哪些情况（ABCD）ABCA无驾驶证B驾驶车辆与准驾车型不符C公安交关部门规定的其他属于非有效驾

26、驶的情况D驾驶证丢失301.车险网上理赔系统录入的要求有哪些（ABCDE）A查勘时间照片最佳大小为60-80kB扫描仪设置方档最佳大小100-150kC索赔申请书应当由当事驾驶员在第一时间亲笔填写D车损照片的拍摄必须符合车险定损核价运作规范的相关规定E驾驶证，行驶证应尽量在查勘环节第一时间采取原件拍摄 判断题 1. 185/65R14，其中R代表Radial：表达轮胎纹络为放射状的又称“子午线”() 2. 检查安全气囊系统故障时，必须先拆下蓄电池负极，再使用仪器读出故障代码。() 3. 路面附着性能越好，汽车抗热衰退性能越好。() 4. 废气再循环的作用是减少HC、CO和NOX的排放量() 5

27、. 机动车辆保险条款（2005版）中,保险车辆发生事故,应当由第三者负责赔偿但确实无法找到第三者的,赔偿处理时实行30%绝对免赔率（） 6. 受害人无固定收入的，按照其最近二年的平均收入计算；() 7. 营运机动车在规定检验期限内经安全技术检验合格的，不再重复进行安全技术检验() 8. 本公司与被保险人就赔款金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求的，本公司可二次追加赔付（） 9. 维修车辆竣工结帐后,驾驶员驾驶车辆从修理厂开出时与一辆车辆相撞,因碰撞地点还在修理厂内,我司不负赔偿责任.（） 10. 机动车辆保险条款（2005版）基本险有四个独立险种（）11用于支付公

28、安交管部门逃逸案件处理费用的特殊案件可视金额参照本机构核赔权限进行审核（）12.四冲程发动机的做工冲程中，曲轴带动活塞从上支点向下至点运动，此时进气门关闭（）13.当汽车在一般条件下行使时，应选用双速主减速器中的高速档，而在行使条件较差时，则采用低速档（）14.评价汽车制动性的指标制动效能、制动效能的恒定值、制动时的方向稳定性（）15.热塑性材料件损伤以修复为主，热固性塑性件损伤需更换（）16.投保人对投保标的具有保险利益，不具有保险利益的，保险合同无效（）17. 道路交通安全法实施条例有关高速公路应当标明车道行使速度，最高120公里小时，最低70公里小时（）18.暴风指风速28.5米/以上的

29、大风（）19.刚性万向节是靠零件的铰链式联结来传递动力的，而挠性万向节则是靠弹性零件来传递动力的（）20.查勘案件查勘完毕后，只能点击发送按钮发送案件，不能通过 点击申请核价或申请核损按钮直接到达目的平台（）21.双片离合器中间压盘的前后，都需设有限位装置（）22.各种车身的修复，都不要使用测量工具测量车身尺度（）23附加险条款与基本险条款相抵触之处，以附加险为准，未尽之处，以基本险为准（）24.保险车辆因路面不平导致两个以上车辆轮胎磨损严重后破裂，轮胎的损失我司不负责赔偿（）25.李某于2006年4月1日向我司投保一辆奥迪A6汽车，于同年10月30日于一摩托车发生双方事故，经交警裁定李某为主

30、要责任，对于该事故作为核赔人在审核时首先核对三者方的承保情况。（）26.汽车转弯时，转弯半径越大车速越小，附着系数越小，中心位置越高，其操作稳定性越好。（）27.应当有交强险赔偿的损失和费用，如交强险未赔付，商业三者险也可赔付（）28. 一张照片已能反映出多个部件、部位受损真实情况的不需要单个或重复拍摄，重大配件或价格较贵的配件同样如此，不必单独牌照（）29.书面委托代理的授权委托书应当载明代理人的姓名或者名称、代理事项、权限和期间，并由委托人签字或盖章。（）30.气缸盖衬垫俗称汽缸床（）31.轿车一般采用边梁式车架（）32.汽车实际价指投保车辆在保险合同签订地的市场价格（）33.四冲程发动机

31、的作功冲程中曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进排气门关闭（）34. 公民下落不明满三年的，利害关系人可以向人民法院申请宣告他为失踪（）35.在道路上发生交通事故，车辆驾驶人应立即停车，保户现场，因抢救应标明位置（）36.保险车辆发生多次事故，累计赔付金额时，保单合同自动终止（）37.本公司与被保险人就赔偿金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求，本公司可以追加赔付（）38.车辆停放过程中突然遭受洪水侵袭，紧会造成电器部分及线路损坏，可给予一定的清洁费用（）39.本车上的财产损失属于标的商业三者险的理赔范围（）40.承保年度单均赔款（统计期间该承保年度所有保单项下已决赔款未决赔款）/统计期间该承保年度承保数量12