基于传热量200kw管壳式换热器的设计与理论分析毕业论文
2022-01-09 05:01
论文总字数：12553字
摘 要
第一章 绪 论 1
1.研究背景 1
2研究意义 1
3本文的研究内容 1
第二章 200KW管壳式换热器的设计计算 3
1.设计计算 3
2、校核 11
3.结构设计 12
4.换热器的安全措施 15
第三章 结果与展望 16
1.设计结果 16
2.未来展望 16
参考文献 17
致 谢 18
基于200kw换热器设计与理论分析
摘 要
近几年来，随着科学技术的快速发展，人们对生活质量需求的的进一步提高，人口数量的增长，资源的消耗量急剧增加。如何更加高效的利用能源，实现可持续的、长久的发展已经成为目前的重要的世界难题。工业的二次能源能够被管壳式换热器充分利用，并且能够较高效率的进行剩余能量热的回收再利用，并且极大地节约能源。由于其较为成熟的技术和制造条件，管壳式换热器广泛的被应用各个工业领域。提高管壳式换热器的换热效率一方面提高管程的传热强化，另一方面则是壳程的强化传热。同时由于科学和生产技术的发展，各工业生产领域对热交换器的要求也不断提高，不仅要求换热器的类型和结构要与之相适应，同时更加注重换热器的换热效率。由此出现了各种类型的换热器，包括常见的管壳式换热器，还有高强度、高效率的紧凑型换热器。
关键词：管壳式换热器、热力计算、结构设计、理论分析
DESIGN AND THEORETICAL ANAIYSIS TUBE-SHELL HEAT EXCHANGER BASED ON HEAT TRANSFER VOLUME 200KW
ABSTRACT
In recent years, people's demand for quality of life has further increased, the number of people has increased, and the consumption of resources has increased sharply. Although its compact structure, heat transfer intensity and metal consumption per unit area, heat transfer efficiency and other aspects can not be compared with the emerging compact heat exchangers such as plate type, spiral plate type, plate wing type, but still rely on its economy and reliability, especially in the high parameter conditions of stability still occupy the dominant position of heat exchange equipment today. At the same time, the requirements of heat exchangers in various industrial production fields are also increasing, which not only require the type and structure of heat exchangers to adapt to them. Various types of heat exchangers have emerged, including common tube-shell heat exchangers and high-strength and high-efficiency compact heat exchangers.
KEYWORDS: Shell-tube heat exchanger ,thermal calculation, structural design, theoretical analysis
第一章 绪 论
1.研究背景
我国能源发展正面临着既要大力发展经济提高人民生活质量，又要保护生态系统，实现青山绿水的双重巨大压力。由于开采利用燃煤、石油、天然气等资源较为粗放、时间长久，导致这些一次能源储量严重不足，同时能源的浪费和短缺也一直存在，各国都开始致力于新能源的开发利用，所以热交换器也被广泛的应用到能源的开发。由于较低的利用率导致能源使用量增大，烟气排放增大，这也是我国大气污染严重的原因之一。作为传热的常用有效设备，换热器已广泛应用到高耗能行业。通过提高优化换热器的性能，对节约能源，保护环境具有重要意义。目前我国换热器发展较为迅速，各类型换热器效率也不断提高。同时，除了在石油、煤炭等传统能源里换热器起着较为重要的作用，在新能源领域里，如风能、太阳能等管壳式换热器也有着突出作用。
2研究意义
随着社会生产力的快速发展，能源的消耗急剧上升，但由于世界的能源储量是有限的，导致供需关系严重失衡，一方面，开发新能源，另一方面则是提高能源的使用效率。两方面同时大力发展。但开发新能源，如太阳能、地热能、风能、潮汐能等技术尚不成熟，暂时还不能完全应用于工业生产，尚还在研究实验阶段。因此，作为已经较为成熟的工业技术，且换热器易于制造，成本相对比较低。热交换器广泛应用于能源，化工，冶金，建筑，机械制造，电气工程、食品，医药和航空航天等领域。通过改变换热器的结构，采用新的材料，改变管子的排列方式等方法可以进一步提高换热器换热效率。换热器不但是一种广泛应用的通用设备，同时也是很多工业产品的关键部件，正因如此换热器的投资占总建厂投资的四分之一。由于热交换器在生产中的地位和作用，它的设计应满足多种多样的要求，如设备紧凑、节约材料、制造简单、装修方便等等。
3本文的研究内容
基于传热量200k管壳式换热器的设计与理论分析，通过EXCEL进行计算确定200k换热器的模型为lt;1-2gt;或lt;2-4gt;型。确定壳程和管程的压降和换热效率，分析哪部分为降低传热效率的最大部分，得出提高换热效率的方法，进行可行性运算。并对设计结果进行校核，通过长径比、传热面积比、壳程压力总压降是否满足设计允许要求，以此来判断是否设计结果合理准确。最后通过查《热交换器原理与设计》和《管壳式换热器结构设计》来确定换热器各部分尺寸和数量，最后完整的画出换热器的整体三视图。当对设计结果进行分析时，若发现不合理处要进行重复计算，如计算压降和允许压降相差较大时，应通过改变某些设计参数或者改变结构参数等方式来减小。同时为了节约成本，可以同时设计几个方案进行分析比较，最后选择最为合适的设计方案。
第二章 200KW管壳式换热器的设计计算
1.设计计算
1.已知条件：
进口烟气温度 | 出口烟气温度 | 进口冷却水温度 | 烟气工作表压力 | 冷却水工作表压力 | 烟气流量 |
145℃ | 100℃ | 40℃ | 0.1MPa | 0.3MPa | 18000Nm^3/h |
2.选取的标准烟气定性参数如下表：
